Bilder mit Cloud Vision sicher mit Firebase Auth und Functions auf Android-Geräten mit Labels versehen

Wenn Sie eine Google Cloud API über Ihre Anwendung aufrufen möchten, müssen Sie eine zwischengeschaltete REST API erstellen, die die Autorisierung übernimmt und geheime Werte wie API-Schlüssel schützt. Anschließend müssen Sie Code in Ihrer mobilen App schreiben, um sich bei diesem Zwischendienst zu authentifizieren und mit ihm zu kommunizieren.

Eine Möglichkeit, diese REST API zu erstellen, ist die Verwendung von Firebase Authentication und Functions. Dadurch erhalten Sie ein verwaltetes, serverloses Gateway zu Google Cloud APIs, das die Authentifizierung übernimmt und von Ihrer mobilen App mit vordefinierten SDKs aufgerufen werden kann.

In dieser Anleitung wird gezeigt, wie Sie mit dieser Methode die Cloud Vision API über Ihre Anwendung aufrufen. Mit dieser Methode können alle authentifizierten Nutzer über Ihr Cloud-Projekt auf die kostenpflichtigen Cloud Vision-Dienste zugreifen. Überlegen Sie daher, ob dieser Authentifizierungsmechanismus für Ihren Anwendungsfall ausreicht, bevor Sie fortfahren.

Hinweis

Projekt konfigurieren

  1. Falls noch nicht geschehen, fügen Sie Ihrem Android-Projekt Firebase hinzu.

  2. Wenn Sie cloudbasierte APIs für Ihr Projekt noch nicht aktiviert haben, tun Sie dies jetzt:

    1. Öffnen Sie in der Firebase Console die Seite Firebase ML-APIs.

    2. Wenn Sie Ihr Projekt noch nicht auf das Blaze-Preismodell (Pay as you go) umgestellt haben, klicken Sie auf Upgrade, um dies zu tun. Sie werden nur dann zum Upgrade aufgefordert, wenn Ihr Projekt nicht das Blaze-Preismodell verwendet.

      Nur Projekte im Blaze-Preismodell können cloudbasierte APIs verwenden.

    3. Wenn cloudbasierte APIs noch nicht aktiviert sind, klicken Sie auf Cloudbasierte APIs aktivieren.
  3. Konfigurieren Sie Ihre vorhandenen Firebase API-Schlüssel so, dass der Zugriff auf die Cloud Vision API nicht zulässig ist:
    1. Öffnen Sie in der Cloud Console die Seite Anmeldedaten.
    2. Öffnen Sie für jeden API-Schlüssel in der Liste die Bearbeitungsansicht und fügen Sie im Abschnitt „Schlüsseleinschränkungen“ alle verfügbaren APIs außer der Cloud Vision API zur Liste hinzu.

Aufrufbare Funktion bereitstellen

Als Nächstes stellen Sie die Cloud Functions-Funktion bereit, die Sie als Brücke zwischen Ihrer Anwendung und der Cloud Vision API verwenden. Das Repository functions-samples enthält ein Beispiel, das Sie verwenden können.

Standardmäßig können nur authentifizierte Nutzer Ihrer App über diese Funktion auf die Cloud Vision API zugreifen. Sie können die Funktion für unterschiedliche Anforderungen ändern.

So stellen Sie die Funktion bereit:

  1. Klonen Sie das functions-samples-Repository oder laden Sie es herunter und wechseln Sie in das Verzeichnis Node-1st-gen/vision-annotate-image: 
    git clone https://github.com/firebase/functions-samples
cd Node-1st-gen/vision-annotate-image
  2. Installieren Sie die Abhängigkeiten: 
    cd functions
npm install
cd ..
  3. Wenn Sie die Firebase CLI noch nicht haben, installieren Sie sie.
  4. Initialisieren Sie ein Firebase-Projekt im Verzeichnis vision-annotate-image. Wählen Sie bei Aufforderung Ihr Projekt aus der Liste aus. 
    firebase init
  5. Die Funktion bereitstellen: 
    firebase deploy --only functions:annotateImage

Firebase Auth zu Ihrer App hinzufügen

Die oben bereitgestellte aufrufbare Funktion lehnt alle Anfragen von nicht authentifizierten Nutzern Ihrer App ab. Falls noch nicht geschehen, müssen Sie Firebase Auth zu Ihrer App hinzufügen.

Erforderliche Abhängigkeiten zur App hinzufügen

  • Fügen Sie die Abhängigkeiten für die Android-Bibliotheken „Cloud Functions for Firebase (Client)“ und „gson“ der Gradle-Datei Ihres Moduls (auf App-Ebene) hinzu (in der Regel <project>/<app-module>/build.gradle.kts oder <project>/<app-module>/build.gradle): 
    implementation("com.google.firebase:firebase-functions:23.0.0")
implementation("com.google.code.gson:gson:2.8.6")

    • Jetzt können Sie Bilder mit Labels versehen.

    1. Eingabebild vorbereiten

    Damit Cloud Vision aufgerufen werden kann, muss das Bild als base64-codierter String formatiert sein. So verarbeiten Sie ein Bild aus einem gespeicherten Datei-URI:
    1. Rufen Sie das Bild als Bitmap-Objekt ab:

      Kotlin

      var bitmap: Bitmap = MediaStore.Images.Media.getBitmap(contentResolver, uri)

      Java

      Bitmap bitmap = MediaStore.Images.Media.getBitmap(getContentResolver(), uri);
    2. Optional können Sie das Bild verkleinern, um Bandbreite zu sparen. Sehen Sie sich die empfohlenen Bildgrößen für Cloud Vision an.

      Kotlin

      private fun scaleBitmapDown(bitmap: Bitmap, maxDimension: Int): Bitmap {
    val originalWidth = bitmap.width
    val originalHeight = bitmap.height
    var resizedWidth = maxDimension
    var resizedHeight = maxDimension
    if (originalHeight > originalWidth) {
        resizedHeight = maxDimension
        resizedWidth =
            (resizedHeight * originalWidth.toFloat() / originalHeight.toFloat()).toInt()
    } else if (originalWidth > originalHeight) {
        resizedWidth = maxDimension
        resizedHeight =
            (resizedWidth * originalHeight.toFloat() / originalWidth.toFloat()).toInt()
    } else if (originalHeight == originalWidth) {
        resizedHeight = maxDimension
        resizedWidth = maxDimension
    }
    return Bitmap.createScaledBitmap(bitmap, resizedWidth, resizedHeight, false)
}

      Java

      private Bitmap scaleBitmapDown(Bitmap bitmap, int maxDimension) {
    int originalWidth = bitmap.getWidth();
    int originalHeight = bitmap.getHeight();
    int resizedWidth = maxDimension;
    int resizedHeight = maxDimension;

    if (originalHeight > originalWidth) {
        resizedHeight = maxDimension;
        resizedWidth = (int) (resizedHeight * (float) originalWidth / (float) originalHeight);
    } else if (originalWidth > originalHeight) {
        resizedWidth = maxDimension;
        resizedHeight = (int) (resizedWidth * (float) originalHeight / (float) originalWidth);
    } else if (originalHeight == originalWidth) {
        resizedHeight = maxDimension;
        resizedWidth = maxDimension;
    }
    return Bitmap.createScaledBitmap(bitmap, resizedWidth, resizedHeight, false);
}

      Kotlin

      // Scale down bitmap size
bitmap = scaleBitmapDown(bitmap, 640)

      Java

      // Scale down bitmap size
bitmap = scaleBitmapDown(bitmap, 640);
    3. Konvertieren Sie das Bitmap-Objekt in einen base64-codierten String:

      Kotlin

      // Convert bitmap to base64 encoded string
val byteArrayOutputStream = ByteArrayOutputStream()
bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 100, byteArrayOutputStream)
val imageBytes: ByteArray = byteArrayOutputStream.toByteArray()
val base64encoded = Base64.encodeToString(imageBytes, Base64.NO_WRAP)

      Java

      // Convert bitmap to base64 encoded string
ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 100, byteArrayOutputStream);
byte[] imageBytes = byteArrayOutputStream.toByteArray();
String base64encoded = Base64.encodeToString(imageBytes, Base64.NO_WRAP);
      4. Das durch das Bitmap-Objekt dargestellte Bild muss aufrecht sein und darf nicht weiter gedreht werden müssen.

    2. Aufrufbare Funktion zum Labeln des Bildes aufrufen

    Wenn Sie Objekte in einem Bild mit Labels versehen möchten, rufen Sie die aufrufbare Funktion auf und übergeben Sie eine JSON-Cloud Vision-Anfrage.

    1. Initialisieren Sie zuerst eine Instanz von Cloud Functions:

      Kotlin 

      private lateinit var functions: FirebaseFunctions
// ...
functions = Firebase.functions

      Java 

      private FirebaseFunctions mFunctions;
// ...
mFunctions = FirebaseFunctions.getInstance();

    2. Definieren Sie eine Methode zum Aufrufen der Funktion:

      Kotlin 

      private fun annotateImage(requestJson: String): Task<JsonElement> {
    return functions
        .getHttpsCallable("annotateImage")
        .call(requestJson)
        .continueWith { task ->
            // This continuation runs on either success or failure, but if the task
            // has failed then result will throw an Exception which will be
            // propagated down.
            val result = task.result?.data
            JsonParser.parseString(Gson().toJson(result))
        }
}

      Java 

      private Task<JsonElement> annotateImage(String requestJson) {
    return mFunctions
            .getHttpsCallable("annotateImage")
            .call(requestJson)
            .continueWith(new Continuation<HttpsCallableResult, JsonElement>() {
                @Override
                public JsonElement then(@NonNull Task<HttpsCallableResult> task) {
                    // This continuation runs on either success or failure, but if the task
                    // has failed then getResult() will throw an Exception which will be
                    // propagated down.
                    return JsonParser.parseString(new Gson().toJson(task.getResult().getData()));
                }
            });
}

    3. Erstellen Sie die JSON-Anfrage, wobei Type auf LABEL_DETECTION gesetzt ist:

      Kotlin 

      // Create json request to cloud vision
val request = JsonObject()
// Add image to request
val image = JsonObject()
image.add("content", JsonPrimitive(base64encoded))
request.add("image", image)
// Add features to the request
val feature = JsonObject()
feature.add("maxResults", JsonPrimitive(5))
feature.add("type", JsonPrimitive("LABEL_DETECTION"))
val features = JsonArray()
features.add(feature)
request.add("features", features)

      Java 

      // Create json request to cloud vision
JsonObject request = new JsonObject();
// Add image to request
JsonObject image = new JsonObject();
image.add("content", new JsonPrimitive(base64encoded));
request.add("image", image);
//Add features to the request
JsonObject feature = new JsonObject();
feature.add("maxResults", new JsonPrimitive(5));
feature.add("type", new JsonPrimitive("LABEL_DETECTION"));
JsonArray features = new JsonArray();
features.add(feature);
request.add("features", features);

    4. Rufen Sie abschließend die Funktion auf:

      Kotlin 

      annotateImage(request.toString())
    .addOnCompleteListener { task ->
        if (!task.isSuccessful) {
            // Task failed with an exception
            // ...
        } else {
            // Task completed successfully
            // ...
        }
    }

      Java 

      annotateImage(request.toString())
        .addOnCompleteListener(new OnCompleteListener<JsonElement>() {
            @Override
            public void onComplete(@NonNull Task<JsonElement> task) {
                if (!task.isSuccessful()) {
                    // Task failed with an exception
                    // ...
                } else {
                    // Task completed successfully
                    // ...
                }
            }
        });

    3. Informationen zu Objekten mit Labels abrufen

    Wenn der Vorgang zum Labeln von Bildern erfolgreich ist, wird im Ergebnis der Aufgabe eine JSON-Antwort von BatchAnnotateImagesResponse zurückgegeben. Jedes Objekt im Array labelAnnotations stellt ein Element dar, das im Bild mit einem Label versehen wurde. Für jedes Label können Sie die Textbeschreibung des Labels, die Knowledge Graph-Entitäts-ID (falls verfügbar) und den Konfidenzwert der Übereinstimmung abrufen. Beispiel:

    Kotlin 

    for (label in task.result!!.asJsonArray[0].asJsonObject["labelAnnotations"].asJsonArray) {
    val labelObj = label.asJsonObject
    val text = labelObj["description"]
    val entityId = labelObj["mid"]
    val confidence = labelObj["score"]
}

    Java 

    for (JsonElement label : task.getResult().getAsJsonArray().get(0).getAsJsonObject().get("labelAnnotations").getAsJsonArray()) {
    JsonObject labelObj = label.getAsJsonObject();
    String text = labelObj.get("description").getAsString();
    String entityId = labelObj.get("mid").getAsString();
    float score = labelObj.get("score").getAsFloat();
}