文 || 張贺
Core ML是iOS11新推出的机器学习使用框架。在此框架之上还有两个集成度较高的框架：Vision 和 NLP（分别是图像处理和文字处理领域的机器学习框架）。
图片来自苹果官方文档
CoreML也可以看做一个模型的转换器，可以将一个MLModel格式的模型文件自动生成一些类和方法，可以直接使用这些类去做分析，让你更简单是在app使用训练好的模型。苹果提供了一些已经训练好的模型供使用，选择一个合适自己需求的下载 。 戳我去下载。
下载模型文件
点击箭头会进入MobileNet的头文件
第一行Mchaine Learning Model 是对模型的一些介绍。
第二行Model Class是自动生成的类和方法，点击箭头可以查看头文件。我使用的模型是MobileNet生成的类有3个
MobileNetInput MobileNetOutput MobileNet
//
// MobileNet.h
//
// This file was automatically generated and should not be edited.
//
#import <Foundation/Foundation.h>
#import <CoreML/CoreML.h>
#include <stdint.h>
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
/// Model Prediction Input Type
/// 输入模型
API_AVAILABLE(macos(10.13), ios(11.0), watchos(4.0), tvos(11.0))
@interface MobileNetInput : NSObject<MLFeatureProvider>
/// Input image to be classified as color (kCVPixelFormatType_32BGRA) image buffer, 224 pixels wide by 224 pixels high
/// 输入的是一个CVPixelBufferRef类型的图片 尺寸是224 * 224 尺寸不对会报错
@property (readwrite, nonatomic) CVPixelBufferRef image;
- (instancetype)init NS_UNAVAILABLE;
- (instancetype)initWithImage:(CVPixelBufferRef)image;
@end
/// Model Prediction Output Type
/// 输出模型
API_AVAILABLE(macos(10.13), ios(11.0), watchos(4.0), tvos(11.0))
@interface MobileNetOutput : NSObject<MLFeatureProvider>
/// Probability of each category as dictionary of strings to doubles
/// 所有可能的结果以及每种结果的可能百分比
@property (readwrite, nonatomic) NSDictionary<NSString *, NSNumber *> * classLabelProbs;
/// Most likely image category as string value
/// 最有可能的结果 也就是上面百分比最大的那个
@property (readwrite, nonatomic) NSString * classLabel;
- (instancetype)init NS_UNAVAILABLE;
- (instancetype)initWithClassLabelProbs:(NSDictionary<NSString *, NSNumber *> *)classLabelProbs classLabel:(NSString *)classLabel;
@end
/// Class for model loading and prediction
/// 通过这个类使输入模型 ---> 输出模型
API_AVAILABLE(macos(10.13), ios(11.0), watchos(4.0), tvos(11.0))
@interface MobileNet : NSObject
@property (readonly, nonatomic, nullable) MLModel * model;
- (nullable instancetype)initWithContentsOfURL:(NSURL *)url error:(NSError * _Nullable * _Nullable)error;
/**
Make a prediction using the standard interface
@param input an instance of MobileNetInput to predict from
@param error If an error occurs, upon return contains an NSError object that describes the problem. If you are not interested in possible errors, pass in NULL.
@return the prediction as MobileNetOutput
*/
- (nullable MobileNetOutput *)predictionFromFeatures:(MobileNetInput *)input error:(NSError * _Nullable * _Nullable)error;
/**
Make a prediction using the convenience interface
@param image Input image to be classified as color (kCVPixelFormatType_32BGRA) image buffer, 224 pixels wide by 224 pixels high:
@param error If an error occurs, upon return contains an NSError object that describes the problem. If you are not interested in possible errors, pass in NULL.
@return the prediction as MobileNetOutput
*/
- (nullable MobileNetOutput *)predictionFromImage:(CVPixelBufferRef)image error:(NSError * _Nullable * _Nullable)error;
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
MobileNet.h的所有代码都在上面，可以看见使用起来非常简单。
你可能需要用到的方法：
将UIImage转换成CVPixelBufferRef
/// 下面这个属性是UIImage的，你只要UIImage的对象 `image.CGImage`传进来就行了
/// @property(nullable, nonatomic,readonly) CGImageRef CGImage;
- (CVPixelBufferRef)GetpixelBufferWithCGImage:(CGImageRef)cgimage
{
NSDictionary *options = @{
(NSString*)kCVPixelBufferCGImageCompatibilityKey : @YES,
(NSString*)kCVPixelBufferCGBitmapContextCompatibilityKey : @YES,
(NSString*)kCVPixelBufferIOSurfacePropertiesKey: [NSDictionary dictionary]
};
CVPixelBufferRef pxbuffer = NULL;
CGFloat frameWidth = CGImageGetWidth(cgimage);
CGFloat frameHeight = CGImageGetHeight(cgimage);
CVReturn status = CVPixelBufferCreate(kCFAllocatorDefault,
frameWidth,
frameHeight,
kCVPixelFormatType_32BGRA,
(__bridge CFDictionaryRef) options,
&pxbuffer);
NSParameterAssert(status == kCVReturnSuccess && pxbuffer != NULL);
CVPixelBufferLockBaseAddress(pxbuffer, 0);
void *pxdata = CVPixelBufferGetBaseAddress(pxbuffer);
NSParameterAssert(pxdata != NULL);
CGColorSpaceRef rgbColorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
CGContextRef context = CGBitmapContextCreate(pxdata,
frameWidth,
frameHeight,
8,
CVPixelBufferGetBytesPerRow(pxbuffer),
rgbColorSpace,
(CGBitmapInfo)kCGImageAlphaNoneSkipFirst);
NSParameterAssert(context);
CGContextConcatCTM(context, CGAffineTransformIdentity);
CGContextDrawImage(context, CGRectMake(0,
0,
frameWidth,
frameHeight),
cgimage);
CGColorSpaceRelease(rgbColorSpace);
CGContextRelease(context);
CVPixelBufferUnlockBaseAddress(pxbuffer, 0);
return pxbuffer;
}
你可能用到的方法，裁剪图片。将图片裁剪成224 * 224 的。
#pragma mark -裁剪图片
//需要传过来的参数有 ： 图片 image 和 自定的尺寸
- (UIImage *)image:(UIImage*)image byScalingToSize:(CGSize)targetSize {
//原始 iamge
UIImage *sourceImage = image;
//新的image 用来接收裁剪后的image 开始时为 nil
UIImage *newImage = nil;
UIGraphicsBeginImageContext(targetSize);
CGRect thumbnailRect = CGRectZero;
//裁剪后的image 的原点和 裁剪前 的 image 的 原点相同
thumbnailRect.origin = CGPointZero;
//裁剪后的image 的宽和 指定的宽 相同
thumbnailRect.size.width = targetSize.width;
//裁剪后的image 的长和 指定的长 相同
thumbnailRect.size.height = targetSize.height;
//将原始image 在设定的 位置上绘制（裁剪）
[sourceImage drawInRect:thumbnailRect];
//把裁剪好的 image 放在 新的image 上
newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
UIGraphicsEndImageContext();
return newImage ;
}
调用系统相机或从相册中选择照片，选择完成之后
#pragma mark - 图片识别
/// 我里面的方法就是上面的2个方法做了一点封装
- (void)RecognizeWithImage:(UIImage *)pImage
{
MobileNet *mobileNet = [[MobileNet alloc]init];
//只需要调用predictionFromImage:error:这一个方法就可以得到结果了
MobileNetOutput *output = [mobileNet predictionFromImage:[[pImage ScalingToSize:CGSizeMake(224, 224)] GetpixelBuffer] error:nil];
_photoName.text = output.classLabel;
//所有可能的结果 以及每种结果的可能性百分比
NSLog(@"classLabelProbs----------------%@",output.classLabelProbs);
//可能性最大的那个结果
NSLog(@"classLabel----------------%@",output.classLabel);
}
最后附一张识别截图
最后附一张识别截图
此文章待更....一些细节和理论部分有待深入学习和理解。
