تشخیص چهره با ML Kit در اندروید

می توانید از کیت ML برای تشخیص چهره در تصاویر و ویدیو استفاده کنید.

قبل از اینکه شروع کنی

1. اگر قبلاً این کار را نکرده‌اید، Firebase را به پروژه Android خود اضافه کنید .
2. وابستگی های کتابخانه های اندروید ML Kit را به فایل Gradle ماژول (سطح برنامه) خود اضافه کنید (معمولا app/build.gradle ):

   apply plugin: 'com.android.application'
   apply plugin: 'com.google.gms.google-services'
   
   dependencies {
     // ...
   
     implementation 'com.google.firebase:firebase-ml-vision:24.0.3'
     // If you want to detect face contours (landmark detection and classification
     // don't require this additional model):
     implementation 'com.google.firebase:firebase-ml-vision-face-model:20.0.1'
   }
   

3. اختیاری اما توصیه می شود : برنامه خود را طوری پیکربندی کنید که پس از نصب برنامه از فروشگاه Play، مدل ML را به طور خودکار در دستگاه دانلود کند.

   برای انجام این کار، اعلان زیر را به فایل AndroidManifest.xml برنامه خود اضافه کنید:

   <application ...>
     ...
     <meta-data
         android:name="com.google.firebase.ml.vision.DEPENDENCIES"
         android:value="face" />
     <!-- To use multiple models: android:value="face,model2,model3" -->
   </application>
   

   اگر دانلودهای مدل زمان نصب را فعال نکنید، اولین باری که آشکارساز را اجرا می کنید، مدل دانلود می شود. درخواست‌هایی که قبل از تکمیل دانلود ارائه می‌کنید، نتیجه‌ای ندارند.

دستورالعمل های تصویر ورودی

برای اینکه کیت ML بتواند چهره‌ها را به‌طور دقیق تشخیص دهد، تصاویر ورودی باید دارای چهره‌هایی باشند که با داده‌های پیکسلی کافی نشان داده شوند. به طور کلی، هر چهره ای که می خواهید در یک تصویر تشخیص دهید باید حداقل 100x100 پیکسل باشد. اگر می‌خواهید خطوط چهره‌ها را تشخیص دهید، کیت ML به ورودی وضوح بالاتری نیاز دارد: هر چهره باید حداقل 200x200 پیکسل باشد.

اگر چهره‌ها را در یک برنامه بلادرنگ شناسایی می‌کنید، ممکن است بخواهید ابعاد کلی تصاویر ورودی را نیز در نظر بگیرید. تصاویر کوچک‌تر را می‌توان سریع‌تر پردازش کرد، بنابراین برای کاهش تأخیر، تصاویر را با وضوح پایین‌تر (با در نظر گرفتن الزامات دقت بالا) ثبت کنید و اطمینان حاصل کنید که صورت سوژه تا حد امکان تصویر را اشغال می‌کند. همچنین به نکاتی برای بهبود عملکرد در زمان واقعی مراجعه کنید.

فوکوس ضعیف تصویر می تواند به دقت آسیب برساند. اگر نتایج قابل قبولی دریافت نکردید، از کاربر بخواهید که تصویر را دوباره بگیرد.

جهت گیری چهره نسبت به دوربین نیز می تواند بر ویژگی های صورت که کیت ML تشخیص می دهد تأثیر بگذارد. به مفاهیم تشخیص چهره مراجعه کنید.

1. آشکارساز چهره را پیکربندی کنید

مثلا:

// High-accuracy landmark detection and face classification
FirebaseVisionFaceDetectorOptions highAccuracyOpts =
        new FirebaseVisionFaceDetectorOptions.Builder()
                .setPerformanceMode(FirebaseVisionFaceDetectorOptions.ACCURATE)
                .setLandmarkMode(FirebaseVisionFaceDetectorOptions.ALL_LANDMARKS)
                .setClassificationMode(FirebaseVisionFaceDetectorOptions.ALL_CLASSIFICATIONS)
                .build();

// Real-time contour detection of multiple faces
FirebaseVisionFaceDetectorOptions realTimeOpts =
        new FirebaseVisionFaceDetectorOptions.Builder()
                .setContourMode(FirebaseVisionFaceDetectorOptions.ALL_CONTOURS)
                .build();

// High-accuracy landmark detection and face classification
val highAccuracyOpts = FirebaseVisionFaceDetectorOptions.Builder()
        .setPerformanceMode(FirebaseVisionFaceDetectorOptions.ACCURATE)
        .setLandmarkMode(FirebaseVisionFaceDetectorOptions.ALL_LANDMARKS)
        .setClassificationMode(FirebaseVisionFaceDetectorOptions.ALL_CLASSIFICATIONS)
        .build()

// Real-time contour detection of multiple faces
val realTimeOpts = FirebaseVisionFaceDetectorOptions.Builder()
        .setContourMode(FirebaseVisionFaceDetectorOptions.ALL_CONTOURS)
        .build()

2. آشکارساز چهره را اجرا کنید

برای تشخیص چهره، باید از تصویری با ابعاد حداقل 480x360 پیکسل استفاده کنید. اگر چهره‌ها را در زمان واقعی تشخیص می‌دهید، گرفتن فریم‌ها با این حداقل وضوح می‌تواند به کاهش تأخیر کمک کند.

1. یک شی FirebaseVisionImage از تصویر خود ایجاد کنید.

   • برای ایجاد یک شی FirebaseVisionImage از یک شی media.Image ، مانند هنگام گرفتن تصویر از دوربین دستگاه، شی media.Image و چرخش تصویر را به FirebaseVisionImage.fromMediaImage() منتقل کنید.

     اگر از کتابخانه CameraX ، کلاس‌های OnImageCapturedListener و ImageAnalysis.Analyzer استفاده می‌کنید، مقدار چرخش را برای شما محاسبه می‌کنند، بنابراین فقط باید قبل از فراخوانی FirebaseVisionImage.fromMediaImage() چرخش را به یکی از ثابت‌های ROTATION_ ML Kit تبدیل کنید:

     Java

     private class YourAnalyzer implements ImageAnalysis.Analyzer {
     
         private int degreesToFirebaseRotation(int degrees) {
             switch (degrees) {
                 case 0:
                     return FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_0;
                 case 90:
                     return FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_90;
                 case 180:
                     return FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_180;
                 case 270:
                     return FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_270;
                 default:
                     throw new IllegalArgumentException(
                             "Rotation must be 0, 90, 180, or 270.");
             }
         }
     
         @Override
         public void analyze(ImageProxy imageProxy, int degrees) {
             if (imageProxy == null || imageProxy.getImage() == null) {
                 return;
             }
             Image mediaImage = imageProxy.getImage();
             int rotation = degreesToFirebaseRotation(degrees);
             FirebaseVisionImage image =
                     FirebaseVisionImage.fromMediaImage(mediaImage, rotation);
             // Pass image to an ML Kit Vision API
             // ...
         }
     }
     

     Kotlin+KTX

     private class YourImageAnalyzer : ImageAnalysis.Analyzer {
         private fun degreesToFirebaseRotation(degrees: Int): Int = when(degrees) {
             0 -> FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_0
             90 -> FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_90
             180 -> FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_180
             270 -> FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_270
             else -> throw Exception("Rotation must be 0, 90, 180, or 270.")
         }
     
         override fun analyze(imageProxy: ImageProxy?, degrees: Int) {
             val mediaImage = imageProxy?.image
             val imageRotation = degreesToFirebaseRotation(degrees)
             if (mediaImage != null) {
                 val image = FirebaseVisionImage.fromMediaImage(mediaImage, imageRotation)
                 // Pass image to an ML Kit Vision API
                 // ...
             }
         }
     }
     

     اگر از کتابخانه دوربینی که چرخش تصویر را به شما می دهد استفاده نمی کنید، می توانید آن را از روی چرخش دستگاه و جهت سنسور دوربین در دستگاه محاسبه کنید:

     Java

     private static final SparseIntArray ORIENTATIONS = new SparseIntArray();
     static {
         ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_0, 90);
         ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_90, 0);
         ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_180, 270);
         ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_270, 180);
     }
     
     /**
      * Get the angle by which an image must be rotated given the device's current
      * orientation.
      */
     @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP)
     private int getRotationCompensation(String cameraId, Activity activity, Context context)
             throws CameraAccessException {
         // Get the device's current rotation relative to its "native" orientation.
         // Then, from the ORIENTATIONS table, look up the angle the image must be
         // rotated to compensate for the device's rotation.
         int deviceRotation = activity.getWindowManager().getDefaultDisplay().getRotation();
         int rotationCompensation = ORIENTATIONS.get(deviceRotation);
     
         // On most devices, the sensor orientation is 90 degrees, but for some
         // devices it is 270 degrees. For devices with a sensor orientation of
         // 270, rotate the image an additional 180 ((270 + 270) % 360) degrees.
         CameraManager cameraManager = (CameraManager) context.getSystemService(CAMERA_SERVICE);
         int sensorOrientation = cameraManager
                 .getCameraCharacteristics(cameraId)
                 .get(CameraCharacteristics.SENSOR_ORIENTATION);
         rotationCompensation = (rotationCompensation + sensorOrientation + 270) % 360;
     
         // Return the corresponding FirebaseVisionImageMetadata rotation value.
         int result;
         switch (rotationCompensation) {
             case 0:
                 result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_0;
                 break;
             case 90:
                 result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_90;
                 break;
             case 180:
                 result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_180;
                 break;
             case 270:
                 result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_270;
                 break;
             default:
                 result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_0;
                 Log.e(TAG, "Bad rotation value: " + rotationCompensation);
         }
         return result;
     }
     VisionImage.java

     Kotlin+KTX

     private val ORIENTATIONS = SparseIntArray()
     
     init {
         ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_0, 90)
         ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_90, 0)
         ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_180, 270)
         ORIENTATIONS.append(Surface.ROTATION_270, 180)
     }
     /**
      * Get the angle by which an image must be rotated given the device's current
      * orientation.
      */
     @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP)
     @Throws(CameraAccessException::class)
     private fun getRotationCompensation(cameraId: String, activity: Activity, context: Context): Int {
         // Get the device's current rotation relative to its "native" orientation.
         // Then, from the ORIENTATIONS table, look up the angle the image must be
         // rotated to compensate for the device's rotation.
         val deviceRotation = activity.windowManager.defaultDisplay.rotation
         var rotationCompensation = ORIENTATIONS.get(deviceRotation)
     
         // On most devices, the sensor orientation is 90 degrees, but for some
         // devices it is 270 degrees. For devices with a sensor orientation of
         // 270, rotate the image an additional 180 ((270 + 270) % 360) degrees.
         val cameraManager = context.getSystemService(CAMERA_SERVICE) as CameraManager
         val sensorOrientation = cameraManager
                 .getCameraCharacteristics(cameraId)
                 .get(CameraCharacteristics.SENSOR_ORIENTATION)!!
         rotationCompensation = (rotationCompensation + sensorOrientation + 270) % 360
     
         // Return the corresponding FirebaseVisionImageMetadata rotation value.
         val result: Int
         when (rotationCompensation) {
             0 -> result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_0
             90 -> result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_90
             180 -> result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_180
             270 -> result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_270
             else -> {
                 result = FirebaseVisionImageMetadata.ROTATION_0
                 Log.e(TAG, "Bad rotation value: $rotationCompensation")
             }
         }
         return result
     }
     VisionImage.kt

     سپس، شی media.Image و مقدار چرخش را به FirebaseVisionImage.fromMediaImage() ارسال کنید:

     Java

     FirebaseVisionImage image = FirebaseVisionImage.fromMediaImage(mediaImage, rotation);
     VisionImage.java

     Kotlin+KTX

     val image = FirebaseVisionImage.fromMediaImage(mediaImage, rotation)
     VisionImage.kt

   • برای ایجاد یک شی FirebaseVisionImage از URI فایل، زمینه برنامه و فایل URI را به FirebaseVisionImage.fromFilePath() ارسال کنید. این زمانی مفید است که از یک هدف ACTION_GET_CONTENT استفاده می کنید تا از کاربر بخواهید تصویری را از برنامه گالری خود انتخاب کند.

     Java

     FirebaseVisionImage image;
     try {
         image = FirebaseVisionImage.fromFilePath(context, uri);
     } catch (IOException e) {
         e.printStackTrace();
     }
     VisionImage.java

     Kotlin+KTX

     val image: FirebaseVisionImage
     try {
         image = FirebaseVisionImage.fromFilePath(context, uri)
     } catch (e: IOException) {
         e.printStackTrace()
     }
     VisionImage.kt

   • برای ایجاد یک شی FirebaseVisionImage از یک ByteBuffer یا یک آرایه بایت، ابتدا چرخش تصویر را همانطور که در بالا برای ورودی media.Image توضیح داده شد محاسبه کنید.

     سپس، یک شی FirebaseVisionImageMetadata ایجاد کنید که شامل ارتفاع، عرض، فرمت کدگذاری رنگ و چرخش تصویر باشد:

     Java

     FirebaseVisionImageMetadata metadata = new FirebaseVisionImageMetadata.Builder()
             .setWidth(480)   // 480x360 is typically sufficient for
             .setHeight(360)  // image recognition
             .setFormat(FirebaseVisionImageMetadata.IMAGE_FORMAT_NV21)
             .setRotation(rotation)
             .build();
     VisionImage.java

     Kotlin+KTX

     val metadata = FirebaseVisionImageMetadata.Builder()
             .setWidth(480) // 480x360 is typically sufficient for
             .setHeight(360) // image recognition
             .setFormat(FirebaseVisionImageMetadata.IMAGE_FORMAT_NV21)
             .setRotation(rotation)
             .build()
     VisionImage.kt

     برای ایجاد یک شی FirebaseVisionImage از بافر یا آرایه و شیء فراداده استفاده کنید:

     Java

     FirebaseVisionImage image = FirebaseVisionImage.fromByteBuffer(buffer, metadata);
     // Or: FirebaseVisionImage image = FirebaseVisionImage.fromByteArray(byteArray, metadata);
     VisionImage.java

     Kotlin+KTX

     val image = FirebaseVisionImage.fromByteBuffer(buffer, metadata)
     // Or: val image = FirebaseVisionImage.fromByteArray(byteArray, metadata)
     VisionImage.kt

   • برای ایجاد یک شی FirebaseVisionImage از یک شی Bitmap :

     Java

     FirebaseVisionImage image = FirebaseVisionImage.fromBitmap(bitmap);
     VisionImage.java

     Kotlin+KTX

     val image = FirebaseVisionImage.fromBitmap(bitmap)
     VisionImage.kt

     تصویر نمایش داده شده توسط شی Bitmap باید عمودی باشد، بدون نیاز به چرخش اضافی.

2. نمونه ای از FirebaseVisionFaceDetector را دریافت کنید:

   Java

   FirebaseVisionFaceDetector detector = FirebaseVision.getInstance()
           .getVisionFaceDetector(options);

   Kotlin+KTX

   val detector = FirebaseVision.getInstance()
           .getVisionFaceDetector(options)

3. در نهایت تصویر را به متد detectInImage منتقل کنید:

   Java

   Task<List<FirebaseVisionFace>> result =
           detector.detectInImage(image)
                   .addOnSuccessListener(
                           new OnSuccessListener<List<FirebaseVisionFace>>() {
                               @Override
                               public void onSuccess(List<FirebaseVisionFace> faces) {
                                   // Task completed successfully
                                   // ...
                               }
                           })
                   .addOnFailureListener(
                           new OnFailureListener() {
                               @Override
                               public void onFailure(@NonNull Exception e) {
                                   // Task failed with an exception
                                   // ...
                               }
                           });

   Kotlin+KTX

   val result = detector.detectInImage(image)
           .addOnSuccessListener { faces ->
               // Task completed successfully
               // ...
           }
           .addOnFailureListener { e ->
               // Task failed with an exception
               // ...
           }

3. اطلاعاتی در مورد چهره های شناسایی شده دریافت کنید

for (FirebaseVisionFace face : faces) {
    Rect bounds = face.getBoundingBox();
    float rotY = face.getHeadEulerAngleY();  // Head is rotated to the right rotY degrees
    float rotZ = face.getHeadEulerAngleZ();  // Head is tilted sideways rotZ degrees

    // If landmark detection was enabled (mouth, ears, eyes, cheeks, and
    // nose available):
    FirebaseVisionFaceLandmark leftEar = face.getLandmark(FirebaseVisionFaceLandmark.LEFT_EAR);
    if (leftEar != null) {
        FirebaseVisionPoint leftEarPos = leftEar.getPosition();
    }

    // If contour detection was enabled:
    List<FirebaseVisionPoint> leftEyeContour =
            face.getContour(FirebaseVisionFaceContour.LEFT_EYE).getPoints();
    List<FirebaseVisionPoint> upperLipBottomContour =
            face.getContour(FirebaseVisionFaceContour.UPPER_LIP_BOTTOM).getPoints();

    // If classification was enabled:
    if (face.getSmilingProbability() != FirebaseVisionFace.UNCOMPUTED_PROBABILITY) {
        float smileProb = face.getSmilingProbability();
    }
    if (face.getRightEyeOpenProbability() != FirebaseVisionFace.UNCOMPUTED_PROBABILITY) {
        float rightEyeOpenProb = face.getRightEyeOpenProbability();
    }

    // If face tracking was enabled:
    if (face.getTrackingId() != FirebaseVisionFace.INVALID_ID) {
        int id = face.getTrackingId();
    }
}

for (face in faces) {
    val bounds = face.boundingBox
    val rotY = face.headEulerAngleY // Head is rotated to the right rotY degrees
    val rotZ = face.headEulerAngleZ // Head is tilted sideways rotZ degrees

    // If landmark detection was enabled (mouth, ears, eyes, cheeks, and
    // nose available):
    val leftEar = face.getLandmark(FirebaseVisionFaceLandmark.LEFT_EAR)
    leftEar?.let {
        val leftEarPos = leftEar.position
    }

    // If contour detection was enabled:
    val leftEyeContour = face.getContour(FirebaseVisionFaceContour.LEFT_EYE).points
    val upperLipBottomContour = face.getContour(FirebaseVisionFaceContour.UPPER_LIP_BOTTOM).points

    // If classification was enabled:
    if (face.smilingProbability != FirebaseVisionFace.UNCOMPUTED_PROBABILITY) {
        val smileProb = face.smilingProbability
    }
    if (face.rightEyeOpenProbability != FirebaseVisionFace.UNCOMPUTED_PROBABILITY) {
        val rightEyeOpenProb = face.rightEyeOpenProbability
    }

    // If face tracking was enabled:
    if (face.trackingId != FirebaseVisionFace.INVALID_ID) {
        val id = face.trackingId
    }
}

نمونه ای از خطوط صورت

هنگامی که تشخیص کانتور صورت را فعال کنید، لیستی از نقاط برای هر ویژگی صورت شناسایی شده دریافت می کنید. این نقاط نمایانگر شکل ویژگی هستند. برای جزئیات بیشتر در مورد نحوه نمایش خطوط به نمای کلی مفاهیم تشخیص چهره مراجعه کنید.

تصویر زیر نشان می‌دهد که چگونه این نقاط به صورت نگاشت می‌شوند (برای بزرگ‌نمایی روی تصویر کلیک کنید):