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

Чтобы вызвать API Google Cloud из вашего 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.

Один из способов создания этого REST API — использование Firebase Authentication and Functions, который предоставляет вам управляемый бессерверный шлюз к Google Cloud API, который обрабатывает аутентификацию и может быть вызван из вашего мобильного приложения с помощью предварительно созданных SDK.

В этом руководстве показано, как использовать этот метод для вызова API Cloud Vision из вашего приложения. Этот метод позволит всем прошедшим проверку подлинности пользователям получить доступ к платным услугам Cloud Vision через ваш облачный проект, поэтому, прежде чем продолжить, подумайте, достаточен ли этот механизм аутентификации для вашего варианта использования.

Прежде чем начать

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 выполнить обновление, только если ваш проект не входит в план Blaze.)

      Только проекты уровня Blaze могут использовать облачные API.

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

Развертывание вызываемой функции

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

По умолчанию доступ к Cloud Vision API через эту функцию позволит только прошедшим проверку подлинности пользователям вашего приложения получить доступ к Cloud Vision API. Вы можете изменить функцию для различных требований.

Чтобы развернуть функцию:

  1. Клонируйте или загрузите репозиторий функций-образцов и перейдите в каталог Node-1st-gen/vision-annotate-image : 
    git clone https://github.com/firebase/functions-samples
cd Node-1st-gen/vision-annotate-image
  2. Установите 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 Firebase Auth в свое приложение

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

Добавьте необходимые зависимости в ваше приложение

  • Добавьте зависимости для облачных функций для библиотек Firebase (клиент) и gson Android в файл Gradle вашего модуля (на уровне приложения) (обычно <project>/<app-module>/build.gradle.kts или <project>/<app-module>/build.gradle ): 
    implementation("com.google.firebase:firebase-functions:21.1.0")
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 URI сохраненного файла:
    1. Получите изображение как объект Bitmap :

      Kotlin 

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

      Java 

      Bitmap bitmap = MediaStore.Images.Media.getBitmap(getContentResolver(), uri);
    2. При необходимости уменьшите изображение, чтобы сэкономить на пропускной способности. См . рекомендуемые размеры изображений Cloud Vision.

      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. Преобразуйте растровый объект в строку в кодировке Base64:

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

    2. Вызов вызываемой функции для распознавания текста.

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

    1. Сначала инициализируйте экземпляр Cloud Functions:

      Kotlin

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

      Java

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

    2. Определите метод вызова функции:

      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. Создайте запрос JSON. API Cloud Vision поддерживает два типа обнаружения текста: TEXT_DETECTION и DOCUMENT_TEXT_DETECTION . См. документацию Cloud Vision OCR, чтобы узнать о разнице между двумя вариантами использования.

      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("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)

      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);

      При необходимости предоставьте подсказки по языку , которые помогут определить язык (см. поддерживаемые языки ):

      Kotlin

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

      Java

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

    4. Наконец, вызовите функцию:

      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. Извлечение текста из блоков распознанного текста.

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

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

    Kotlin

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

    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());

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

    Kotlin

    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
    }
}

    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);
    }
}