Guide de détection des points de repère pour les postures sur iOS

La tâche de détection de points de repère de la position vous permet de détecter les points de repère des corps humains dans une image ou une vidéo. Vous pouvez utiliser cette tâche pour identifier les emplacements clés du corps, analyser la posture et catégoriser les mouvements. Cette tâche utilise des modèles de machine learning (ML) qui fonctionnent avec des images ou des vidéos uniques. La tâche génère des repères de position du corps en coordonnées d'image et en coordonnées mondiales tridimensionnelles.

Ces instructions vous expliquent comment utiliser le repère de pose avec des applications iOS. L'exemple de code décrit dans ces instructions est disponible sur GitHub.

Pour voir cette tâche en action, regardez cette démonstration Web. Pour en savoir plus sur les fonctionnalités, les modèles et les options de configuration de cette tâche, consultez la présentation.

Exemple de code

L'exemple de code MediaPipe Tasks est une implémentation de base d'une application de repère de pose pour iOS. L'exemple utilise la caméra d'un appareil iOS physique pour détecter les postures de détection dans un flux vidéo en continu. L'application peut également détecter des poses dans les images et les vidéos de la galerie de l'appareil.

Vous pouvez utiliser l'application comme point de départ pour votre propre application iOS, ou vous y référer lorsque vous modifiez une application existante. L'exemple de code Pose Markerer est hébergé sur GitHub.

Télécharger le code

Les instructions suivantes vous expliquent comment créer une copie locale de l'exemple de code à l'aide de l'outil de ligne de commande git.

Pour télécharger l'exemple de code :

1. Clonez le dépôt Git à l'aide de la commande suivante :

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

2. Vous pouvez éventuellement configurer votre instance git pour utiliser un "checkout sparse" afin de n'avoir que les fichiers de l'application exemple Pose Landmarker:

   cd mediapipe
   git sparse-checkout init --cone
   git sparse-checkout set examples/pose_landmarker/ios/
   

Après avoir créé une version locale de l'exemple de code, vous pouvez installer la bibliothèque de tâches MediaPipe, ouvrir le projet à l'aide de Xcode et exécuter l'application. Pour obtenir des instructions, consultez le guide de configuration pour iOS.

Composants clés

Les fichiers suivants contiennent le code essentiel de l'application exemple Pose Landmarker:

• PoseLandmarkerService.swift : initialise le repère, gère la sélection du modèle et exécute l'inférence sur les données d'entrée.
• CameraViewController : implémente l'UI pour le mode d'entrée du flux vidéo en direct de la caméra et visualise les repères.
• MediaLibraryViewController.swift : implémente l'UI pour le mode d'importation d'images fixes et de fichiers vidéo, et visualise les repères.

Configuration

Cette section décrit les étapes clés à suivre pour configurer votre environnement de développement et vos projets de code afin d'utiliser Pose Landmarker. Pour obtenir des informations générales sur la configuration de votre environnement de développement pour utiliser les tâches MediaPipe, y compris les exigences concernant les versions de la plate-forme, consultez le guide de configuration pour iOS.

Dépendances

Pose Markerer utilise la bibliothèque MediaPipeTasksVision, qui doit être installée à l'aide de CocoaPods. La bibliothèque est compatible avec les applications Swift et Objective-C, et ne nécessite aucune configuration supplémentaire spécifique à la langue.

Pour obtenir des instructions sur l'installation de CocoaPods sur macOS, reportez-vous au guide d'installation de CocoaPods. Pour savoir comment créer un Podfile avec les pods nécessaires à votre application, consultez la section Utiliser CocoaPods.

Ajoutez le pod MediaPipeTasksVision dans le fichier Podfile à l'aide du code suivant:

target 'MyPoseLandmarkerApp' do
  use_frameworks!
  pod 'MediaPipeTasksVision'
end

Si votre application inclut des cibles de test unitaire, consultez le guide de configuration pour iOS pour en savoir plus sur la configuration de votre Podfile.

Modèle

La tâche MediaPipe Pose Markerer nécessite un bundle entraîné et compatible avec cette tâche. Pour en savoir plus sur les modèles entraînés disponibles pour Pose Landmarker, consultez la section Modèles de la présentation de la tâche.

Utilisez le script download_models.sh pour télécharger les modèles et les ajouter au répertoire de votre projet à l'aide de Xcode. Pour savoir comment ajouter des fichiers à votre projet Xcode, consultez Gérer les fichiers et les dossiers dans votre projet Xcode.

Utilisez la propriété BaseOptions.modelAssetPath pour spécifier le chemin d'accès au modèle dans votre app bundle. Pour obtenir un exemple de code, consultez la section suivante.

Créer la tâche

Vous pouvez créer la tâche Pose Landmarker en appelant l'un de ses initialiseurs. L'initialiseur PoseLandmarker(options:) accepte les valeurs des options de configuration.

Si vous n'avez pas besoin d'initialiser d'un Pose Markerer initialisé avec des options de configuration personnalisées, vous pouvez utiliser l'initialiseur PoseLandmarker(modelPath:) pour créer un Pose Markerer avec les options par défaut. Pour en savoir plus sur les options de configuration, consultez la page Présentation de la configuration.

La tâche de repère de pose accepte trois types de données d'entrée: les images fixes, les fichiers vidéo et les flux vidéo en direct. Par défaut, PoseLandmarker(modelPath:) initialise une tâche pour les images fixes. Si vous souhaitez que votre tâche soit initialisée pour traiter des fichiers vidéo ou des flux vidéo en direct, utilisez PoseLandmarker(options:) pour spécifier le mode d'exécution de la vidéo ou de la diffusion en direct. Le mode de diffusion en direct nécessite également l'option de configuration poseLandmarkerLiveStreamDelegate supplémentaire, qui permet au détecteur de repères de position de transmettre les résultats de détection des repères de position de manière asynchrone au délégué.

Choisissez l'onglet correspondant à votre mode d'exécution pour découvrir comment créer la tâche et exécuter l'inférence.

Swift

import MediaPipeTasksVision

let modelPath = Bundle.main.path(forResource: "pose_landmarker",
                                      ofType: "task")

let options = PoseLandmarkerOptions()
options.baseOptions.modelAssetPath = modelPath
options.runningMode = .image
options.minPoseDetectionConfidence = minPoseDetectionConfidence
options.minPosePresenceConfidence = minPosePresenceConfidence
options.minTrackingConfidence = minTrackingConfidence
options.numPoses = numPoses

let poseLandmarker = try PoseLandmarker(options: options)
    

import MediaPipeTasksVision

let modelPath = Bundle.main.path(forResource: "pose_landmarker",
                                      ofType: "task")

let options = PoseLandmarkerOptions()
options.baseOptions.modelAssetPath = modelPath
options.runningMode = .video
options.minPoseDetectionConfidence = minPoseDetectionConfidence
options.minPosePresenceConfidence = minPosePresenceConfidence
options.minTrackingConfidence = minTrackingConfidence
options.numPoses = numPoses

let poseLandmarker = try PoseLandmarker(options: options)
    

import MediaPipeTasksVision

// Class that conforms to the `PoseLandmarkerLiveStreamDelegate` protocol and
// implements the method that the pose landmarker calls once it finishes
// performing pose landmark detection in each input frame.
class PoseLandmarkerResultProcessor: NSObject, PoseLandmarkerLiveStreamDelegate {

  func poseLandmarker(
    _ poseLandmarker: PoseLandmarker,
    didFinishDetection result: PoseLandmarkerResult?,
    timestampInMilliseconds: Int,
    error: Error?) {

    // Process the pose landmarker result or errors here.

  }
}

let modelPath = Bundle.main.path(forResource: "pose_landmarker",
                                      ofType: "task")

let options = PoseLandmarkerOptions()
options.baseOptions.modelAssetPath = modelPath
options.runningMode = .liveStream
options.minPoseDetectionConfidence = minPoseDetectionConfidence
options.minPosePresenceConfidence = minPosePresenceConfidence
options.minTrackingConfidence = minTrackingConfidence
options.numPoses = numPoses

// Assign an object of the class to the `poseLandmarkerLiveStreamDelegate`
// property.
let processor = PoseLandmarkerResultProcessor()
options.poseLandmarkerLiveStreamDelegate = processor

let poseLandmarker = try PoseLandmarker(options: options)
    

Objective-C

@import MediaPipeTasksVision;

NSString *modelPath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"pose_landmarker"
                                                      ofType:@"task"];

MPPPoseLandmarkerOptions *options = [[MPPPoseLandmarkerOptions alloc] init];
options.baseOptions.modelAssetPath = modelPath;
options.runningMode = MPPRunningModeImage;
options.minPoseDetectionConfidence = minPoseDetectionConfidence;
options.minPosePresenceConfidence = minPosePresenceConfidence;
options.minTrackingConfidence = minTrackingConfidence;
options.numPoses = numPoses;

MPPPoseLandmarker *poseLandmarker =
  [[MPPPoseLandmarker alloc] initWithOptions:options error:nil];
    

@import MediaPipeTasksVision;

NSString *modelPath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"pose_landmarker"
                                                      ofType:@"task"];

MPPPoseLandmarkerOptions *options = [[MPPPoseLandmarkerOptions alloc] init];
options.baseOptions.modelAssetPath = modelPath;
options.runningMode = MPPRunningModeVideo;
options.minPoseDetectionConfidence = minPoseDetectionConfidence;
options.minPosePresenceConfidence = minPosePresenceConfidence;
options.minTrackingConfidence = minTrackingConfidence;
options.numPoses = numPoses;

MPPPoseLandmarker *poseLandmarker =
  [[MPPPoseLandmarker alloc] initWithOptions:options error:nil];
    

@import MediaPipeTasksVision;

// Class that conforms to the `MPPPoseLandmarkerLiveStreamDelegate` protocol
// and implements the method that the pose landmarker calls once it finishes
// performing pose landmarks= detection in each input frame.

@interface APPPoseLandmarkerResultProcessor : NSObject 

@end

@implementation APPPoseLandmarkerResultProcessor

-   (void)poseLandmarker:(MPPPoseLandmarker *)poseLandmarker
    didFinishDetectionWithResult:(MPPPoseLandmarkerResult *)poseLandmarkerResult
         timestampInMilliseconds:(NSInteger)timestampInMilliseconds
                           error:(NSError *)error {

    // Process the pose landmarker result or errors here.

}

@end

NSString *modelPath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"pose_landmarker"
                                                      ofType:@"task"];

MPPPoseLandmarkerOptions *options = [[MPPPoseLandmarkerOptions alloc] init];
options.baseOptions.modelAssetPath = modelPath;
options.runningMode = MPPRunningModeLiveStream;
options.minPoseDetectionConfidence = minPoseDetectionConfidence;
options.minPosePresenceConfidence = minPosePresenceConfidence;
options.minTrackingConfidence = minTrackingConfidence;
options.numPoses = numPoses;

// Assign an object of the class to the `poseLandmarkerLiveStreamDelegate`
// property.
APPPoseLandmarkerResultProcessor *processor =
  [APPPoseLandmarkerResultProcessor new];
options.poseLandmarkerLiveStreamDelegate = processor;

MPPPoseLandmarker *poseLandmarker =
  [[MPPPoseLandmarker alloc] initWithOptions:options error:nil];
    

Remarque:Si vous utilisez le mode vidéo ou le mode diffusion en direct, Pose Landmarker utilise le suivi pour éviter de déclencher le modèle de détection de la paume de la main à chaque frame, ce qui permet de réduire la latence.

Options de configuration

Cette tâche comporte les options de configuration suivantes pour les applications iOS:

Configuration de la diffusion en direct

Lorsque le mode d'exécution est défini sur "streaming en direct", le Pose Landmarker nécessite l'option de configuration poseLandmarkerLiveStreamDelegate supplémentaire, qui permet au Pose Landmarker de fournir des résultats de détection de repères de position de manière asynchrone. Le délégué doit implémenter la méthode poseLandmarker(_:didFinishDetection:timestampInMilliseconds:error:), que le détecteur de repères de position appelle après avoir traité les résultats de la détection de repères de position sur chaque frame.

Préparer les données

Vous devez convertir l'image ou le frame d'entrée en objet MPImage avant de le transmettre au Pose Landmarker. MPImage est compatible avec différents types de formats d'images iOS et peut les utiliser dans n'importe quel mode d'exécution pour l'inférence. Pour en savoir plus sur MPImage, consultez l'API MPImage.

Choisissez un format d'image iOS en fonction de votre cas d'utilisation et du mode d'exécution requis par votre application.MPImage accepte les formats d'image iOS UIImage, CVPixelBuffer et CMSampleBuffer.

UIImage

Le format UIImage convient bien aux modes d'exécution suivants:

• Images: les images d'un app bundle, d'une galerie d'utilisateurs ou d'un système de fichiers au format UIImage peuvent être converties en objet MPImage.

• Vidéos : utilisez AVAssetImageGenerator pour extraire les images vidéo au format CGImage, puis les convertir en images UIImage.

// Load an image on the user's device as an iOS `UIImage` object.

// Convert the `UIImage` object to a MediaPipe's Image object having the default
// orientation `UIImage.Orientation.up`.
let image = try MPImage(uiImage: image)
    

// Load an image on the user's device as an iOS `UIImage` object.

// Convert the `UIImage` object to a MediaPipe's Image object having the default
// orientation `UIImageOrientationUp`.
MPImage *image = [[MPPImage alloc] initWithUIImage:image error:nil];
    

L'exemple initialise un élément MPImage avec l'orientation UIImage.Orientation.Up par défaut. Vous pouvez initialiser un MPImage avec l'une des valeurs UIImage.Orientation acceptées. Pose Landmarker n'est pas compatible avec les orientations en miroir telles que .upMirrored, .downMirrored, .leftMirrored et .rightMirrored.

Pour en savoir plus sur UIImage, consultez la documentation pour les développeurs Apple sur UIImage.

CVPixelBuffer

Le format CVPixelBuffer convient bien aux applications qui génèrent des cadres et utilisent le framework iOS CoreImage pour le traitement.

Le format CVPixelBuffer est adapté aux modes d'exécution suivants :

• Images: les applications qui génèrent des images CVPixelBuffer après un traitement à l'aide du framework CoreImage d'iOS peuvent être envoyées au repère de position dans le mode d'exécution de l'image.

• Vidéos: les images vidéo peuvent être converties au format CVPixelBuffer pour le traitement, puis envoyées au repère de position en mode vidéo.

• diffusion en direct: les applications qui utilisent un appareil photo iOS pour générer des images peuvent être converties au format CVPixelBuffer à des fins de traitement avant d'être envoyées à Pose Markerer en mode diffusion en direct.

// Obtain a CVPixelBuffer.

// Convert the `CVPixelBuffer` object to a MediaPipe's Image object having the default
// orientation `UIImage.Orientation.up`.
let image = try MPImage(pixelBuffer: pixelBuffer)
    

// Obtain a CVPixelBuffer.

// Convert the `CVPixelBuffer` object to a MediaPipe's Image object having the
// default orientation `UIImageOrientationUp`.
MPImage *image = [[MPPImage alloc] initWithUIImage:image error:nil];
    

Pour en savoir plus sur CVPixelBuffer, consultez la documentation pour les développeurs Apple sur CVPixelBuffer.

CMSampleBuffer

Le format CMSampleBuffer stocke des échantillons multimédias d'un type uniforme et convient bien au mode de diffusion en direct. Les images en direct des caméras iOS sont transmises de manière asynchrone au format CMSampleBuffer par AVCaptureVideoDataOutput sur iOS.

// Obtain a CMSampleBuffer.

// Convert the `CMSampleBuffer` object to a MediaPipe's Image object having the default
// orientation `UIImage.Orientation.up`.
let image = try MPImage(sampleBuffer: sampleBuffer)
    

// Obtain a `CMSampleBuffer`.

// Convert the `CMSampleBuffer` object to a MediaPipe's Image object having the
// default orientation `UIImageOrientationUp`.
MPImage *image = [[MPPImage alloc] initWithSampleBuffer:sampleBuffer error:nil];
    

Pour en savoir plus sur CMSampleBuffer, consultez la documentation pour les développeurs Apple sur CMSampleBuffer.

Exécuter la tâche

Pour exécuter le Pose Landmarker, utilisez la méthode detect() spécifique au mode d'exécution attribué:

• Image fixe : detect(image:)
• Vidéo : detect(videoFrame:timestampInMilliseconds:)
• Diffusion en direct : detectAsync(image:timestampInMilliseconds:)

Les exemples de code suivants montrent comment exécuter Pose Landmarker dans ces différents modes d'exécution:

Swift

let result = try poseLandmarker.detect(image: image)
    

let result = try poseLandmarker.detect(
  videoFrame: image,
  timestampInMilliseconds: timestamp)
    

try poseLandmarker.detectAsync(
  image: image,
  timestampInMilliseconds: timestamp)
    

Objective-C

MPPPoseLandmarkerResult *result =
  [poseLandmarker detectImage:image error:nil];
    

MPPPoseLandmarkerResult *result =
  [poseLandmarker detectVideoFrame:image
           timestampInMilliseconds:timestamp
                             error:nil];
    

BOOL success =
  [poseLandmarker detectAsyncImage:image
           timestampInMilliseconds:timestamp
                             error:nil];
    

L'exemple de code du repère de position montre plus en détail l'implémentation de chacun de ces modes : detect(image:), detect(videoFrame:timestampInMilliseconds:) et detectAsync(image:timestampInMilliseconds:). L'exemple de code permet à l'utilisateur de basculer entre les modes de traitement, ce qui n'est peut-être pas nécessaire pour votre cas d'utilisation.

Veuillez noter les points suivants :

• Lorsque vous exécutez la tâche en mode vidéo ou en mode diffusion en direct, vous devez également fournir le code temporel du frame d'entrée à la tâche de repère de position.

• Lors de l'exécution en mode image ou vidéo, la tâche Pose Markerer bloque le thread actuel jusqu'à ce qu'il ait fini de traiter l'image ou la trame d'entrée. Pour éviter de bloquer le thread actuel, exécutez le traitement dans un thread en arrière-plan à l'aide des frameworks iOS Dispatch ou NSOperation.

• En mode diffusion en direct, la tâche de repère de pose renvoie immédiatement et ne bloque pas le thread actuel. Il appelle la méthode poseLandmarker(_:didFinishDetection:timestampInMilliseconds:error:) avec le résultat du repère de pose après avoir traité chaque frame d'entrée. Le repère de pose appelle cette méthode de manière asynchrone sur une file d'attente de distribution série dédiée. Pour afficher les résultats sur l'interface utilisateur, distribuez les résultats à la file d'attente principale après leur traitement. Si la fonction detectAsync est appelée lorsque la tâche de repère de position est occupée à traiter un autre frame, le repère de position ignore le nouveau frame d'entrée.

Gérer et afficher les résultats

Lors de l'exécution de l'inférence, la tâche de repère de pose renvoie un PoseLandmarkerResult contenant les coordonnées de chaque repère de pose.

Voici un exemple des données de sortie de cette tâche :

PoseLandmarkerResult:
  Landmarks:
    Landmark #0:
      x            : 0.638852
      y            : 0.671197
      z            : 0.129959
      visibility   : 0.9999997615814209
      presence     : 0.9999984502792358
    Landmark #1:
      x            : 0.634599
      y            : 0.536441
      z            : -0.06984
      visibility   : 0.999909
      presence     : 0.999958
    ... (33 landmarks per pose)
  WorldLandmarks:
    Landmark #0:
      x            : 0.067485
      y            : 0.031084
      z            : 0.055223
      visibility   : 0.9999997615814209
      presence     : 0.9999984502792358
    Landmark #1:
      x            : 0.063209
      y            : -0.00382
      z            : 0.020920
      visibility   : 0.999976
      presence     : 0.999998
    ... (33 world landmarks per pose)
  SegmentationMasks:
    ... (pictured below)

Le résultat contient à la fois les coordonnées normalisées (Landmarks) et mondiales (WorldLandmarks) de chaque point de repère.

La sortie contient les coordonnées normalisées (Landmarks) suivantes :

• x et y: coordonnées des repères normalisées entre 0,0 et 1,0 en fonction de la largeur (x) et de la hauteur (y) de l'image.

• z: profondeur du repère, avec la profondeur au milieu des hanches comme origine. Plus la valeur est faible, plus le point de repère est proche de la caméra. L'amplitude de z utilise à peu près la même échelle que x.

• visibility: probabilité que le repère soit visible dans l'image.

La sortie contient les coordonnées mondiales suivantes (WorldLandmarks):

• x, y et z: coordonnées tridimensionnelles réelles en mètres, avec le point central des hanches comme origine.

• visibility: probabilité que le repère soit visible dans l'image.

L'image suivante présente une visualisation de la sortie de la tâche :

Le masque de segmentation facultatif représente la probabilité que chaque pixel appartienne à une personne détectée. L'image suivante est un masque de segmentation de la sortie de la tâche:

L'exemple de code du Pose Landmarker montre comment afficher les résultats du Pose Landmarker.