利用Apple工具实现图像相似度比较与分类

### 利用Apple工具实现图像相似度比较与分类 #### 1. 图像相似度比较 我们可以使用Apple的Vision框架来比较两张图像的相似度。在这个过程中，无需手动寻找训练数据、训练模型以及将模型集成到应用中，只需构建应用，它就能正常工作。 我们使用的是Vision框架中的`VNFeaturePrintObservation`功能。通过计算特征指纹，可以计算出两张图像之间的成对距离，从而得出它们的相似度。你可以在Apple的文档中了解更多关于此功能的信息。 Vision框架还有许多其他用途，例如检测人脸和面部特征（如鼻子、嘴巴、眼睛等）、文本、条形码和其他二维代码，以及跟踪视频中的特征等。此外，它还能更方便地与CoreML结合，用于图像分类和目标检测。 除了使用Vision框架进行图像相似度比较，还可以使用Apple的Turi Create库，它采用了完全不同的方法。 #### 2. 图像分类任务概述 图像分类是AI的经典实际应用之一。图像分类器就像一个神奇的帽子，能将图像分类到不同的类别中。它是一种机器学习模型，根据输入的图像，判断其属于哪个预定义的标签或类别。 图像分类通常是一个深度学习问题，但深度学习并不是创建图像分类器的唯一方法，不过目前它是最有效的方法之一。 我们将构建一个二元图像分类器，用于判断图像中是香蕉还是苹果。为了完成这个任务，我们将按照以下步骤进行： - 构建一个应用，允许用户选择或拍摄照片，并判断照片中是否包含香蕉或苹果。 - 选择创建机器学习模型的工具包，并为问题组装数据集。 - 构建和训练图像分类模型。 - 将模型集成到应用中。 - 改进应用。 #### 3. 构建图像分类应用 首先，我们要构建一个iOS应用，它具有以下功能： - 两个按钮：一个用于从用户照片库中选择照片，另一个用于使用相机拍摄照片（如果相机可用）。 - 一个图像视图，用于显示所选或拍摄的图像。 - 一个标签，用于显示一些说明信息，并最终显示图像的分类结果。 - 一个按钮，用于触发图像分类。 以下是构建应用的具体步骤： 1. 在Xcode中创建一个iOS应用项目，选择“Single View App”模板，不选择语言下拉框下方的任何复选框（语言设置为“Swift”）。 2. 打开`Main.storyboard`文件，创建一个包含以下组件的用户界面： - 一个图像视图，用于显示所选图像。 - 一个标签，用于显示说明和图像分类结果。 - 一个按钮，用于触发图像分类。 - 两个按钮，允许用户从照片库中选择图像和拍摄照片（我们使用了两个导航栏按钮）。布局完成后，确保添加适当的约束。 3. 连接UI对象的出口： ```swift @IBOutlet weak var cameraButton: UIBarButtonItem! @IBOutlet weak var imageView: UIImageView! @IBOutlet weak var classLabel: UILabel! @IBOutlet weak var classifyImageButton: UIButton! ``` 4. 连接UI对象的动作： ```swift @IBAction func selectButtonPressed(_ sender: Any) { getPhoto() } @IBAction func cameraButtonPressed(_ sender: Any) { getPhoto(cameraSource: true) } @IBAction func classifyImageButtonPressed(_ sender: Any) { classifyImage() } ``` 5. 在`ViewController`类中声明两个变量： ```swift private var inputImage: UIImage? private var classification: String? ``` 6. 修改`viewDidLoad()`函数： ```swift override func viewDidLoad() { super.viewDidLoad() cameraButton.isEnabled = UIImagePickerController.isSourceTypeAvailable(.camera) imageView.contentMode = .scaleAspectFill imageView.image = UIImage.placeholder } ``` 7. 添加一个函数，根据输入是否存在来启用或禁用控件： ```swift private func refresh() { if inputImage == nil { classLabel.text = "Pick or take a photo!" imageView.image = UIImage.placeholder } else { imageView.image = inputImage if classification == nil { classLabel.text = "None" classifyImageButton.enable() } else { classLabel.text = classification classifyImageButton.disable() } } } ``` 8. 添加一个函数来执行分类（目前只是将分类结果设置为“FRUIT!”，因为还没有使用AI）： ```swift private func classifyImage() ```