Panduan segmentasi gambar untuk Android

Tugas MediaPipe Image Segmenter memungkinkan Anda membagi gambar menjadi beberapa area berdasarkan kategori yang telah ditentukan untuk menerapkan efek visual seperti pemburaman latar belakang. Petunjuk ini menunjukkan cara menggunakan Segmentasi Gambar dengan aplikasi Android. Contoh kode yang dijelaskan dalam petunjuk ini tersedia di GitHub. Untuk mengetahui informasi selengkapnya tentang kemampuan, model, dan opsi konfigurasi tugas ini, lihat Ringkasan.

Contoh kode

Contoh kode MediaPipe Tasks berisi dua implementasi sederhana aplikasi Image Segmenter untuk Android:

• Segmentasi Gambar dengan mask kategori
• Segmentasi Gambar dengan mask keyakinan

Contoh-contoh tersebut menggunakan kamera pada perangkat Android fisik untuk melakukan segmentasi gambar pada feed kamera live, atau Anda dapat memilih gambar dan video dari galeri perangkat. Anda dapat menggunakan aplikasi tersebut sebagai titik awal untuk aplikasi Android Anda sendiri, atau merujuk ke aplikasi tersebut saat memodifikasi aplikasi yang sudah ada. Kode contoh Segmentasi Image dihosting di GitHub.

Bagian berikut merujuk ke aplikasi Segmentasi Gambar dengan aplikasi mask kategori.

Mendownload kode

Petunjuk berikut menunjukkan cara membuat salinan lokal dari kode contoh menggunakan alat command line git.

Untuk mendownload kode contoh:

1. Clone repositori git menggunakan perintah berikut:

   git clone https://github.com/google-ai-edge/mediapipe-samples
   

2. Secara opsional, konfigurasikan instance git untuk menggunakan checkout sparse, sehingga Anda hanya memiliki file untuk aplikasi contoh Segmentasi Image:

   cd mediapipe
   git sparse-checkout init --cone
   git sparse-checkout set examples/image_segmentation/android
   

Setelah membuat versi lokal dari kode contoh, Anda dapat mengimpor project ke Android Studio dan menjalankan aplikasi. Untuk mengetahui petunjuknya, lihat Panduan Penyiapan untuk Android.

Komponen utama

File berikut berisi kode penting untuk aplikasi contoh segmentasi gambar ini:

• ImageSegmenterHelper.kt - Melakukan inisialisasi tugas Image Segmenter dan menangani pemilihan model dan delegasi.
• CameraFragment.kt - Menyediakan antarmuka pengguna dan kode kontrol untuk kamera.
• GalleryFragment.kt - Menyediakan antarmuka pengguna dan kode kontrol untuk memilih file gambar dan video.
• OverlayView.kt - Menangani dan memformat hasil segmentasi.

Penyiapan

Bagian ini menjelaskan langkah-langkah utama untuk menyiapkan lingkungan pengembangan dan project kode untuk menggunakan Image Segmenter. Untuk informasi umum tentang menyiapkan lingkungan pengembangan Anda untuk menggunakan tugas MediaPipe, termasuk persyaratan versi platform, lihat Panduan penyiapan untuk Android.

Dependensi

Segmentasi Gambar menggunakan library com.google.mediapipe:tasks-vision. Tambahkan dependensi ini ke file build.gradle dari project pengembangan aplikasi Android Anda. Impor dependensi yang diperlukan dengan kode berikut:

dependencies {
    ...
    implementation 'com.google.mediapipe:tasks-vision:latest.release'
}

Model

Tugas MediaPipe Image Segmenter memerlukan model terlatih yang kompatibel dengan tugas ini. Untuk mengetahui informasi selengkapnya tentang model terlatih yang tersedia untuk Segmentasi Gambar, lihat bagian Model ringkasan tugas.

Pilih dan download model, lalu simpan dalam direktori project:

<dev-project-root>/src/main/assets

Gunakan metode BaseOptions.Builder.setModelAssetPath() untuk menentukan jalur yang digunakan oleh model. Metode ini dirujuk dalam contoh kode di bagian berikutnya.

Dalam kode contoh Segmentasi Gambar, model ditentukan dalam class ImageSegmenterHelper.kt dalam fungsi setupImageSegmenter().

Membuat tugas

Anda dapat menggunakan fungsi createFromOptions untuk membuat tugas. Fungsi createFromOptions menerima opsi konfigurasi termasuk jenis output mask. Untuk informasi selengkapnya tentang konfigurasi tugas, lihat Opsi konfigurasi.

Tugas Image Segmenter mendukung jenis data input berikut: gambar diam, file video, dan streaming video live. Anda harus menentukan mode berjalan yang sesuai dengan jenis data input Anda saat membuat tugas. Pilih tab untuk jenis data input Anda guna melihat cara membuat tugas tersebut.

ImageSegmenterOptions options =
  ImageSegmenterOptions.builder()
    .setBaseOptions(
      BaseOptions.builder().setModelAssetPath("model.tflite").build())
    .setRunningMode(RunningMode.IMAGE)
    .setOutputCategoryMask(true)
    .setOutputConfidenceMasks(false)
    .build();
imagesegmenter = ImageSegmenter.createFromOptions(context, options);
    

ImageSegmenterOptions options =
  ImageSegmenterOptions.builder()
    .setBaseOptions(
      BaseOptions.builder().setModelAssetPath("model.tflite").build())
    .setRunningMode(RunningMode.VIDEO)
    .setOutputCategoryMask(true)
    .setOutputConfidenceMasks(false)
    .build();
imagesegmenter = ImageSegmenter.createFromOptions(context, options);
    

ImageSegmenterOptions options =
  ImageSegmenterOptions.builder()
    .setBaseOptions(
      BaseOptions.builder().setModelAssetPath("model.tflite").build())
    .setRunningMode(RunningMode.LIVE_STREAM)
    .setOutputCategoryMask(true)
    .setOutputConfidenceMasks(false)
    .setResultListener((result, inputImage) -> {
         // Process the segmentation result here.
    })
    .setErrorListener((result, inputImage) -> {
         // Process the segmentation errors here.
    })
    .build()
imagesegmenter = ImageSegmenter.createFromOptions(context, options)
    

Implementasi kode contoh Segmentasi Gambar memungkinkan pengguna beralih antar mode pemrosesan. Pendekatan ini membuat kode pembuatan tugas lebih rumit dan mungkin tidak sesuai untuk kasus penggunaan Anda. Anda dapat melihat kode ini di class ImageSegmenterHelper berdasarkan fungsi setupImageSegmenter().

Opsi konfigurasi

Tugas ini memiliki opsi konfigurasi berikut untuk aplikasi Android:

Menyiapkan data

Image Segmenter berfungsi dengan gambar, file video, dan video live stream. Tugas ini menangani prapemrosesan input data, termasuk pengubahan ukuran, rotasi, dan normalisasi nilai.

Anda harus mengonversi gambar atau frame input menjadi objek com.google.mediapipe.framework.image.MPImage sebelum meneruskannya ke Segmentasi Gambar.

import com.google.mediapipe.framework.image.BitmapImageBuilder;
import com.google.mediapipe.framework.image.MPImage;

// Load an image on the user’s device as a Bitmap object using BitmapFactory.

// Convert an Android’s Bitmap object to a MediaPipe’s Image object.
Image mpImage = new BitmapImageBuilder(bitmap).build();
    

import com.google.mediapipe.framework.image.BitmapImageBuilder;
import com.google.mediapipe.framework.image.MPImage;

// Load a video file on the user's device using MediaMetadataRetriever

// From the video’s metadata, load the METADATA_KEY_DURATION and
// METADATA_KEY_VIDEO_FRAME_COUNT value. You’ll need them
// to calculate the timestamp of each frame later.

// Loop through the video and load each frame as a Bitmap object.

// Convert the Android’s Bitmap object to a MediaPipe’s Image object.
Image mpImage = new BitmapImageBuilder(frame).build();
    

import com.google.mediapipe.framework.image.MediaImageBuilder;
import com.google.mediapipe.framework.image.MPImage;

// Create a CameraX’s ImageAnalysis to continuously receive frames
// from the device’s camera. Configure it to output frames in RGBA_8888
// format to match with what is required by the model.

// For each Android’s ImageProxy object received from the ImageAnalysis,
// extract the encapsulated Android’s Image object and convert it to
// a MediaPipe’s Image object.
android.media.Image mediaImage = imageProxy.getImage()
Image mpImage = new MediaImageBuilder(mediaImage).build();
    

Dalam kode contoh Segmentasi Gambar, persiapan data ditangani di class ImageSegmenterHelper oleh fungsi segmentLiveStreamFrame().

Menjalankan tugas

Anda memanggil fungsi segment yang berbeda berdasarkan mode lari yang Anda gunakan. Fungsi Segmentasi Gambar menampilkan area segmen yang diidentifikasi dalam gambar atau frame input.

ImageSegmenterResult segmenterResult = imagesegmenter.segment(image);
    

// Calculate the timestamp in milliseconds of the current frame.
long frame_timestamp_ms = 1000 * video_duration * frame_index / frame_count;

// Run inference on the frame.
ImageSegmenterResult segmenterResult =
    imagesegmenter.segmentForVideo(image, frameTimestampMs);
    

// Run inference on the frame. The segmentations results will be available via
// the `resultListener` provided in the `ImageSegmenterOptions` when the image
// segmenter was created.
imagesegmenter.segmentAsync(image, frameTimestampMs);
    

Perhatikan hal berikut:

• Saat berjalan dalam mode video atau mode live stream, Anda juga harus memberikan stempel waktu frame input ke tugas Segmentasi Gambar.
• Saat berjalan dalam mode gambar atau video, tugas Image Segmenter memblokir thread saat ini hingga selesai memproses gambar atau frame input. Untuk menghindari pemblokiran antarmuka pengguna, jalankan pemrosesan di thread latar belakang.
• Saat berjalan dalam mode live stream, tugas Segmentasi Gambar tidak memblokir thread saat ini, tetapi langsung ditampilkan. Metode ini akan memanggil pemroses hasilnya dengan hasil deteksi setiap kali selesai memproses frame input. Jika fungsi segmentAsync dipanggil saat tugas Segmentasi Gambar sedang sibuk memproses frame lain, tugas tersebut akan mengabaikan frame input baru.

Dalam kode contoh Segmentasi Gambar, fungsi segment ditentukan dalam file ImageSegmenterHelper.kt.

Menangani dan menampilkan hasil

Setelah menjalankan inferensi, tugas Image Segmenter menampilkan objek ImageSegmenterResult yang berisi hasil tugas segmentasi. Konten output bergantung pada outputType yang ditetapkan saat Anda mengonfigurasi tugas.

Bagian berikut menunjukkan contoh data output dari tugas ini:

Keyakinan kategori

Gambar berikut menunjukkan visualisasi output tugas untuk mask keyakinan kategori. Output trust mask berisi nilai float antara [0, 1].

Output mask keyakinan kategori dan gambar asli. Gambar sumber dari set data Pascal VOC 2012.

Nilai kategori

Gambar berikut menunjukkan visualisasi output tugas untuk value mask kategori. Rentang mask kategori adalah [0, 255] dan setiap nilai piksel mewakili indeks kategori pemenang dari output model. Indeks kategori yang unggul memiliki skor tertinggi di antara kategori yang dapat dikenali model.

Output mask kategori dan gambar asli. Gambar sumber dari set data Pascal VOC 2012.