Безопасное распознавание текста на изображениях с помощью Cloud Vision с использованием Firebase Auth и функций на Android

Чтобы вызывать Google Cloud API из своего приложения, вам необходимо создать промежуточный REST API, который обрабатывает авторизацию и защищает секретные значения, такие как ключи API. Затем вам нужно написать код в своем мобильном приложении для аутентификации и связи с этой промежуточной службой.

Одним из способов создания этого REST API является использование проверки подлинности и функций Firebase, что дает вам управляемый бессерверный шлюз к Google Cloud API, который обрабатывает аутентификацию и может быть вызван из вашего мобильного приложения с предварительно созданными SDK.

В этом руководстве показано, как использовать этот метод для вызова API Cloud Vision из вашего приложения. Этот метод позволит всем аутентифицированным пользователям получать доступ к платным услугам Cloud Vision через ваш облачный проект, поэтому подумайте, достаточно ли этого механизма аутентификации для вашего варианта использования, прежде чем продолжить.

Прежде чем вы начнете

Настройте свой проект

  1. Если вы еще этого не сделали, добавьте Firebase в свой проект Android .
  2. Если вы еще не включили облачные API для своего проекта, сделайте это сейчас:

    1. Откройте страницу API Firebase ML в консоли Firebase.
    2. Если вы еще не обновили свой проект до тарифного плана Blaze, нажмите « Обновить », чтобы сделать это. (Вам будет предложено обновиться, только если ваш проект не входит в план Blaze.)

      Только проекты уровня Blaze могут использовать облачные API.

    3. Если облачные API еще не включены, щелкните Включить облачные API .
  3. Настройте существующие ключи Firebase API, чтобы запретить доступ к Cloud Vision API:
    1. Откройте страницу учетных данных облачной консоли.
    2. Для каждого ключа API в списке откройте режим редактирования и в разделе «Ограничения ключей» добавьте в список все доступные API, кроме Cloud Vision API.

Разверните вызываемую функцию

Затем разверните облачную функцию, которую вы будете использовать для соединения вашего приложения и API Cloud Vision. Репозиторий functions-samples содержит пример, который вы можете использовать.

По умолчанию при доступе к Cloud Vision API через эту функцию только прошедшие проверку подлинности пользователи вашего приложения получат доступ к Cloud Vision API. Вы можете изменить функцию для различных требований.

Чтобы развернуть функцию:

  1. Клонируйте или загрузите репозиторий functions-samples и перейдите в каталог vision-annotate-image :
    git clone https://github.com/firebase/functions-samples
    cd vision-annotate-image
    
  2. Установить зависимости:
    cd functions
    npm install
    cd ..
    
  3. Если у вас нет Firebase CLI, установите его .
  4. Инициализируйте проект Firebase в каталоге vision-annotate-image . При появлении запроса выберите свой проект в списке.
    firebase init
  5. Разверните функцию:
    firebase deploy --only functions:annotateImage

Добавьте аутентификацию Firebase в свое приложение

Вызываемая функция, развернутая выше, отклонит любой запрос от пользователей вашего приложения, не прошедших проверку подлинности. Если вы еще этого не сделали, вам нужно будет добавить Firebase Auth в свое приложение.

Добавьте необходимые зависимости в ваше приложение

  • Добавьте зависимости для функций Firebase и библиотек gson Android в файл Gradle вашего модуля (на уровне приложения) (обычно app/build.gradle):
    implementation 'com.google.firebase:firebase-functions:20.1.0'
    implementation 'com.google.code.gson:gson:2.8.6'
    
  • Теперь вы готовы начать распознавать текст на изображениях.

    1. Подготовьте входное изображение

    Чтобы вызвать Cloud Vision, изображение должно быть отформатировано как строка в кодировке base64. Чтобы обработать изображение из сохраненного файла URI:
    1. Получите изображение как объект Bitmap :

      Java

      Bitmap bitmap = MediaStore.Images.Media.getBitmap(getContentResolver(), uri);

      Kotlin+KTX

      var bitmap: Bitmap = MediaStore.Images.Media.getBitmap(contentResolver, uri)
    2. При необходимости уменьшите масштаб изображения, чтобы сэкономить трафик. См. рекомендованные Cloud Vision размеры изображений.

      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+KTX

      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

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

      Kotlin+KTX

      // Scale down bitmap size
      bitmap = scaleBitmapDown(bitmap, 640)
    3. Преобразуйте растровый объект в строку в кодировке base64:

      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);

      Kotlin+KTX

      // 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)
    4. Изображение, представленное объектом Bitmap , должно быть вертикальным, без необходимости дополнительного поворота.

    2. Вызвать вызываемую функцию для распознавания текста

    Чтобы распознать текст на изображении, вызовите вызываемую функцию, передав запрос JSON Cloud Vision .

    1. Сначала инициализируйте экземпляр Cloud Functions:

      Java

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

      Kotlin+KTX

      private lateinit var functions: FirebaseFunctions
      // ...
      functions = Firebase.functions
      
    2. Определите метод для вызова функции:

      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()));
                      }
                  });
      }
      

      Kotlin+KTX

      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))
                  }
      }
      
    3. Создайте запрос JSON. Cloud Vision API поддерживает два типа обнаружения текста: TEXT_DETECTION и DOCUMENT_TEXT_DETECTION . См. документы Cloud Vision OCR , чтобы узнать о различиях между двумя вариантами использования.

      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("type", new JsonPrimitive("TEXT_DETECTION"));
      // Alternatively, for DOCUMENT_TEXT_DETECTION:
      //feature.add("type", new JsonPrimitive("DOCUMENT_TEXT_DETECTION"));
      JsonArray features = new JsonArray();
      features.add(feature);
      request.add("features", features);
      

      Kotlin+KTX

      // 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("type", JsonPrimitive("TEXT_DETECTION"))
      // Alternatively, for DOCUMENT_TEXT_DETECTION:
      // feature.add("type", JsonPrimitive("DOCUMENT_TEXT_DETECTION"))
      val features = JsonArray()
      features.add(feature)
      request.add("features", features)
      

      При необходимости предоставьте языковые подсказки , чтобы помочь с определением языка (см. Поддерживаемые языки ):

      Java

      JsonObject imageContext = new JsonObject();
      JsonArray languageHints = new JsonArray();
      languageHints.add("en");
      imageContext.add("languageHints", languageHints);
      request.add("imageContext", imageContext);
      

      Kotlin+KTX

      val imageContext = JsonObject()
      val languageHints = JsonArray()
      languageHints.add("en")
      imageContext.add("languageHints", languageHints)
      request.add("imageContext", imageContext)
      
    4. Наконец, вызовите функцию:

      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
                          // ...
                      }
                  }
              });
      

      Kotlin+KTX

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

    3. Извлечение текста из блоков распознанного текста

    Если операция распознавания текста завершится успешно, ответ BatchAnnotateImagesResponse в формате JSON будет возвращен в результате выполнения задачи. Текстовые аннотации можно найти в объекте fullTextAnnotation .

    Вы можете получить распознанный текст в виде строки в text поле. Например:

    Java

    JsonObject annotation = task.getResult().getAsJsonArray().get(0).getAsJsonObject().get("fullTextAnnotation").getAsJsonObject();
    System.out.format("%nComplete annotation:%n");
    System.out.format("%s%n", annotation.get("text").getAsString());
    

    Kotlin+KTX

    val annotation = task.result!!.asJsonArray[0].asJsonObject["fullTextAnnotation"].asJsonObject
    System.out.format("%nComplete annotation:")
    System.out.format("%n%s", annotation["text"].asString)
    

    Вы также можете получить информацию, относящуюся к областям изображения. Для каждого block , paragraph , word и symbol вы можете получить текст, распознаваемый в регионе, и ограничивающие координаты региона. Например:

    Java

    for (JsonElement page : annotation.get("pages").getAsJsonArray()) {
        StringBuilder pageText = new StringBuilder();
        for (JsonElement block : page.getAsJsonObject().get("blocks").getAsJsonArray()) {
            StringBuilder blockText = new StringBuilder();
            for (JsonElement para : block.getAsJsonObject().get("paragraphs").getAsJsonArray()) {
                StringBuilder paraText = new StringBuilder();
                for (JsonElement word : para.getAsJsonObject().get("words").getAsJsonArray()) {
                    StringBuilder wordText = new StringBuilder();
                    for (JsonElement symbol : word.getAsJsonObject().get("symbols").getAsJsonArray()) {
                        wordText.append(symbol.getAsJsonObject().get("text").getAsString());
                        System.out.format("Symbol text: %s (confidence: %f)%n", symbol.getAsJsonObject().get("text").getAsString(), symbol.getAsJsonObject().get("confidence").getAsFloat());
                    }
                    System.out.format("Word text: %s (confidence: %f)%n%n", wordText.toString(), word.getAsJsonObject().get("confidence").getAsFloat());
                    System.out.format("Word bounding box: %s%n", word.getAsJsonObject().get("boundingBox"));
                    paraText.append(wordText.toString()).append(" ");
                }
                System.out.format("%nParagraph:%n%s%n", paraText);
                System.out.format("Paragraph bounding box: %s%n", para.getAsJsonObject().get("boundingBox"));
                System.out.format("Paragraph Confidence: %f%n", para.getAsJsonObject().get("confidence").getAsFloat());
                blockText.append(paraText);
            }
            pageText.append(blockText);
        }
    }
    

    Kotlin+KTX

    for (page in annotation["pages"].asJsonArray) {
        var pageText = ""
        for (block in page.asJsonObject["blocks"].asJsonArray) {
            var blockText = ""
            for (para in block.asJsonObject["paragraphs"].asJsonArray) {
                var paraText = ""
                for (word in para.asJsonObject["words"].asJsonArray) {
                    var wordText = ""
                    for (symbol in word.asJsonObject["symbols"].asJsonArray) {
                        wordText += symbol.asJsonObject["text"].asString
                        System.out.format("Symbol text: %s (confidence: %f)%n",
                            symbol.asJsonObject["text"].asString, symbol.asJsonObject["confidence"].asFloat)
                    }
                    System.out.format("Word text: %s (confidence: %f)%n%n", wordText,
                        word.asJsonObject["confidence"].asFloat)
                    System.out.format("Word bounding box: %s%n", word.asJsonObject["boundingBox"])
                    paraText = String.format("%s%s ", paraText, wordText)
                }
                System.out.format("%nParagraph: %n%s%n", paraText)
                System.out.format("Paragraph bounding box: %s%n", para.asJsonObject["boundingBox"])
                System.out.format("Paragraph Confidence: %f%n", para.asJsonObject["confidence"].asFloat)
                blockText += paraText
            }
            pageText += blockText
        }
    }