Vision框架详细解析(七) —— 基于Vision的显著性分析(二)

版本记录

版本号 时间
V1.0 2019.12.04 星期三

前言

iOS 11+macOS 10.13+ 新出了Vision框架,提供了人脸识别、物体检测、物体跟踪等技术,它是基于Core ML的。可以说是人工智能的一部分,接下来几篇我们就详细的解析一下Vision框架。感兴趣的看下面几篇文章。
1. Vision框架详细解析(一) —— 基本概览(一)
2. Vision框架详细解析(二) —— 基于Vision的人脸识别(一)
3. Vision框架详细解析(三) —— 基于Vision的人脸识别(二)
4. Vision框架详细解析(四) —— 在iOS中使用Vision和Metal进行照片堆叠(一)
5. Vision框架详细解析(五) —— 在iOS中使用Vision和Metal进行照片堆叠(二)
6. Vision框架详细解析(六) —— 基于Vision的显著性分析(一)

源码

1. Swift

首先看下工程组织结构

下面是sb中的内容

最后就是源码了

1. AppDelegate.swift
import UIKit

@UIApplicationMain
class AppDelegate: UIResponder, UIApplicationDelegate {
  var window: UIWindow?

  func application(_ application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplication.LaunchOptionsKey : Any]? = nil) -> Bool {
    UIApplication.shared.isIdleTimerDisabled = true
    return true
  }
}
2. CameraViewController.swift
import AVFoundation
import UIKit
import VideoToolbox
import Vision

enum ViewMode: String {
  case original = "Original"
  case heatMap = "Heat Map"
  case flashlight = "Spotlight"
}

class CameraViewController: UIViewController {
  var sequenceHandler = VNSequenceRequestHandler()

  @IBOutlet var modeLabel: UILabel!
  @IBOutlet var saliencyControl: UISegmentedControl!
  @IBOutlet var frameView: UIImageView!
  
  var mode = ViewMode.original
  
  let session = AVCaptureSession()

  var currentFrame: CIImage?
  
  let dataOutputQueue = DispatchQueue(
    label: "video data queue",
    qos: .userInitiated,
    attributes: [],
    autoreleaseFrequency: .workItem)

  override func viewDidLoad() {
    super.viewDidLoad()
    saliencyControl.isHidden = true
    configureCaptureSession()
    session.startRunning()
  }
}

// MARK: - Gesture methods

extension CameraViewController {
  @IBAction func handleTap(_ sender: UITapGestureRecognizer) {
    saliencyControl.isHidden = false
    
    switch mode {
    case .original:
      mode = .heatMap
    case .heatMap:
      mode = .flashlight
    case .flashlight:
      mode = .original
      saliencyControl.isHidden = true
    }
    
    modeLabel.text = mode.rawValue
  }
}

// MARK: - Video Processing methods

extension CameraViewController {
  func configureCaptureSession() {
    // Define the capture device we want to use
    guard let camera = AVCaptureDevice.default(.builtInWideAngleCamera,
                                               for: .video,
                                               position: .back) else {
      fatalError("No back video camera available")
    }
    
    // Connect the camera to the capture session input
    do {
      let cameraInput = try AVCaptureDeviceInput(device: camera)
      session.addInput(cameraInput)
    } catch {
      fatalError(error.localizedDescription)
    }
    
    // Create the video data output
    let videoOutput = AVCaptureVideoDataOutput()
    videoOutput.setSampleBufferDelegate(self, queue: dataOutputQueue)
    videoOutput.videoSettings = [kCVPixelBufferPixelFormatTypeKey as String: kCVPixelFormatType_32BGRA]
    
    // Add the video output to the capture session
    session.addOutput(videoOutput)
    
    let videoConnection = videoOutput.connection(with: .video)
    videoConnection?.videoOrientation = .portrait
  }
  
  func display(frame: CIImage?) {
    guard let frame = frame else {
      return
    }
    
    DispatchQueue.main.async {
      self.frameView.image = UIImage(ciImage: frame)
    }
  }
}

// MARK: - AVCaptureVideoDataOutputSampleBufferDelegate methods

extension CameraViewController: AVCaptureVideoDataOutputSampleBufferDelegate {
  func captureOutput(_ output: AVCaptureOutput, didOutput sampleBuffer: CMSampleBuffer, from connection: AVCaptureConnection) {
    guard let imageBuffer = CMSampleBufferGetImageBuffer(sampleBuffer) else {
      return
    }

    currentFrame = CIImage(cvImageBuffer: imageBuffer)

    if mode == .original {
      display(frame: currentFrame)
      return
    }
    
    let req: VNImageBasedRequest
    
    var selectedSegmentIndex = 0
    
    DispatchQueue.main.sync {
      selectedSegmentIndex = saliencyControl.selectedSegmentIndex
    }
    
    switch selectedSegmentIndex {
    case 0:
      req = VNGenerateAttentionBasedSaliencyImageRequest(completionHandler: handleSaliency)
    case 1:
      req = VNGenerateObjectnessBasedSaliencyImageRequest(completionHandler: handleSaliency)
    default:
      fatalError("Unhandled segment index!")
    }

    do {
      try sequenceHandler.perform(
        [req],
        on: imageBuffer,
        orientation: .up)
    } catch {
      print(error.localizedDescription)
    }
  }
}

// MARK: - Vision methods

extension CameraViewController {
  func showHeatMap(with heatMap: CIImage) {
    guard let frame = currentFrame else {
      return
    }
    
    let yellowHeatMap = heatMap
      .applyingFilter("CIColorMatrix", parameters:
        ["inputBVector": CIVector(x: 0, y: 0, z: 0, w: 0),
         "inputAVector": CIVector(x: 0, y: 0, z: 0, w: 0.7)])
      .composited(over: frame)

    display(frame: yellowHeatMap)
  }
  
  func showFlashlight(with heatMap: CIImage) {
    guard let frame = currentFrame else {
      return
    }
    
    let mask = heatMap
      .applyingFilter("CIColorMatrix", parameters:
        ["inputAVector": CIVector(x: 0, y: 0, z: 0, w: 2)])

    let spotlight = frame.applyingFilter("CIBlendWithMask", parameters: ["inputMaskImage": mask])

    display(frame: spotlight)
  }
  
  func handleSaliency(request: VNRequest, error: Error?) {
    guard
      let results = request.results as? [VNSaliencyImageObservation],
      let result = results.first
      else {
        return
    }

    guard let targetExtent = currentFrame?.extent else {
      return
    }
    
    result.pixelBuffer.normalize()
    
    var ciImage = CIImage(cvImageBuffer: result.pixelBuffer)
      
    let heatmapExtent = ciImage.extent
    let scaleX = targetExtent.width / heatmapExtent.width
    let scaleY = targetExtent.height / heatmapExtent.height
      
    ciImage = ciImage
      .transformed(by: CGAffineTransform(scaleX: scaleX, y: scaleY))
      .applyingGaussianBlur(sigma: 20.0)
      .cropped(to: targetExtent)
    
    switch mode {
    case .heatMap:
      showHeatMap(with: ciImage)
    case .flashlight:
      showFlashlight(with: ciImage)
    default:
      break
    }
  }
}
3. CVPixelBufferExtension.swift
import CoreVideo

extension CVPixelBuffer {
  func normalize() {
    let bytesPerRow = CVPixelBufferGetBytesPerRow(self)
    let totalBytes = CVPixelBufferGetDataSize(self)

    let width = bytesPerRow / MemoryLayout<Float>.size
    let height = totalBytes / bytesPerRow

    CVPixelBufferLockBaseAddress(self, CVPixelBufferLockFlags(rawValue: 0))
    let floatBuffer = unsafeBitCast(CVPixelBufferGetBaseAddress(self), to: UnsafeMutablePointer<Float>.self)
    
    var minPixel: Float = 1.0
    var maxPixel: Float = 0.0
    
    for i in 0 ..< width * height {
      let pixel = floatBuffer[i]
      minPixel = min(pixel, minPixel)
      maxPixel = max(pixel, maxPixel)
    }
    
    let range = maxPixel - minPixel
    
    for i in 0 ..< width * height {
      let pixel = floatBuffer[i]
      floatBuffer[i] = (pixel - minPixel) / range
    }
    
    CVPixelBufferUnlockBaseAddress(self, CVPixelBufferLockFlags(rawValue: 0))
  }

  func printDebugInfo() {
    let width = CVPixelBufferGetWidth(self)
    let height = CVPixelBufferGetHeight(self)
    let bytesPerRow = CVPixelBufferGetBytesPerRow(self)
    let totalBytes = CVPixelBufferGetDataSize(self)
    
    print("Heat Map Info: \(width)x\(height)")
    print("Bytes per Row: \(bytesPerRow)")
    print("  Total Bytes: \(totalBytes)")
  }
}

后记

本篇主要讲述了基于Vision的显著性分析,感兴趣的给个赞或者关注~~~

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 206,602评论 6 481
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,442评论 2 382
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 152,878评论 0 344
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,306评论 1 279
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 64,330评论 5 373
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,071评论 1 285
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,382评论 3 400
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,006评论 0 259
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,512评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,965评论 2 325
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,094评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,732评论 4 323
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,283评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,286评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,512评论 1 262
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,536评论 2 354
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,828评论 2 345

推荐阅读更多精彩内容