初探机器学习之使用百度AI服务实现图片识别与相似图片

一、百度云AI服务

　　最近在调研一些云服务平台的AI（人工智能）服务，了解了一下阿里云、腾讯云和百度云。其中，百度云提供了图像识别及图像搜索，而且还细分地提供了相似图片这项服务，比较符合我的需求，且百度云提供了每日10000次入库和500次检索的免费次数，使得我可以更快地试用，且没有任何花费。更为重要的是，百度云提供了兼容.NET Core 2.0的C# SDK，这是更加让我选择试用的原因。

　　这里抛开BAT各个AI服务提供的算法的精准度不说，百度的AI服务的友好度还是蛮高的。废话不多说，这里我主要试用百度AI的两个服务：

　　（1）图像识别　　

　　图像识别服务是百度基于深度学习及大规模图像训练，准确识别图片中的物体类别、位置、置信度等综合信息。它的主要应用场合在于：图片内容检索及相册分类或智能美图这种场景。

　　（2）图像搜索　　

　　图像搜索是指以图搜图，在指定图库中搜索出相同或相似的图片。这里我主要Focus在了试用相似图片搜索这个子功能，即从一堆图片里（这堆图片是我自己建立的一个图像库）找到跟我指定的一张图片最相似的一些其他图片。

　　关于百度云AI C# SDK

　　百度云AI C# SDK在2018年中旬开始支持了.NET Core 2.0，我们可以通过Nuget安装它：

　　接下来要做的就是，根据文档的示例完成Demo。

二、图片内容识别

2.1 内容识别实现

　　代码很简单，直接调用SDK提供的API即可实现图片识别：

    public class Program
    {
        private static ImageClassify aipClassifyClient;

        static Program()
        {
            aipClassifyClient = new ImageClassify(BaiduAipSimSettings.ApiKey, BaiduAipSimSettings.SecretKey);
        }

        public static void Main(string[] args)
        {
            var filePath = @"Images\bk.jpg";

            // 图片识别Demo
            ImageClassifyDemo(filePath);

            Console.ReadKey();
        }

        private static void ImageClassifyDemo(string filePath)
        {
            var image = File.ReadAllBytes(filePath);

            try
            {
                var result = aipClassifyClient.AdvancedGeneral(image);
                Console.WriteLine("Api Response :");
                Console.WriteLine(result);
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);
            }
        }
    }

　　其中，ApiKey和SecretKey是我们在百度云平台申请的账号，可以在管理中心找到：

2.2 内容识别测试

　　（1）人物：贝克汉姆

　　从分析结果中看出，前三个结果是最接近的Topic。

　　（2）静物：室内客厅

　　接下来来一个复杂一点的客厅照片，看看结果如何：

　　可以看到，识别结果的自我评分都不太高，我想要的是“客厅”，但是只识别出来了“装修效果图”，还需要多多学习。

三、获取相似图片

3.1 准备图片库

　　首先，我们需要准备一个图片库，在百度云管理中心创建这个图片库，然后通过Web管理界面或者SDK上传上去：

　　这里我只上传了100多张图片，实际中应该根据自己的业务场景上传尽可能多的图片。需要说的是，在上传时可以为每个图片添加Tags，这个Tags只能是两个整数（API要求），也就是你本地数据库中的一些ID，比如分类ID。另外就是，对于Brief属性，我们一般可以传递一个JSON字符串进去，可以包含ID、Name以及Url，这样当你获取结果之后可以直接使用这个Brief属性进行反序列化，拿到URL等信息。

3.2 获取相似图片实现

　　代码仍然很简单，如下：

    public class Program
    {
        private static ImageSearch aipSearchClient;

        static Program()
        {
            aipSearchClient = new ImageSearch(BaiduAipSimSettings.ApiKey, BaiduAipSimSettings.SecretKey);
        }

        public static void Main(string[] args)
        {
            var filePath = @"Images\卧室.jpg";

            // 相似图片Demo
            SimilarImageDemo(filePath);

            Console.ReadKey();
        }

        private static void SimilarImageDemo(string filePath)
        {// 检索
            var searchOptions = new Dictionary<string, object>{
                    {"tags", "100,1"},
                    {"tag_logic", "0"},
                    {"pn", "0"},
                    {"rn", "10"}
                };
            SimilarSearchFromLib(filePath, searchOptions);
        }

        /// <summary>
        /// 单张图片入库
        /// </summary>
        private static void ImportToLib(string filePath, Dictionary<string, object> options = null)
        {
            var image = File.ReadAllBytes(filePath);
            
            try
            {
                var result = aipSearchClient.SimilarAdd(image, options);
                Console.WriteLine("Api Response :");
                Console.WriteLine(result);
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 相似图检索
        /// </summary>
        private static void SimilarSearchFromLib(string filePath, Dictionary<string, object> options = null)
        {
            var image = File.ReadAllBytes(filePath);

            try
            {
                var response = aipSearchClient.SimilarSearch(image, options).ToObject<SearchResponse>();

                var result = response.Result.Take(5);
                Console.WriteLine("Similarity Result :");
                foreach (var item in result)
                {
                    Console.WriteLine("{0}:{1}", item.Brief, item.Score);
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);
            }
        }
    }