本文將演示機器學習框架的使用，實現對圖片中物體的檢測和識別。

首先訪問蘋果開發者網站關於機器學習的網址：

https://developer.apple.com/cn/machine-learning/

點選右側的滾動條，跳轉到模型知識區域。

點選頁面最下方的【Learn about working with models】進入機器學習模型頁面：

https://developer.apple.com/cn/machine-learning/build-run-models/

點選右側的垂直滾動條，跳轉到模型下載區域。

蘋果提供了多個已經完成訓練的機器學習模型，

選擇【ResNet 50】：從 1000 種類別對象 (如樹木、動物、食物、汽車及人物等) 中檢測出影象中的主體。

點選下方的【Core】進行下載，https://docs-assets.developer.apple.com/coreml/models/Resnet50.mlmodel

模型下載後將模型拖動到專案中【DemoApp】

在彈出的選項設定視窗中，保持預設的引數設定，然後點選完成【Finish】按鈕，確認模型的匯入。

在左側的模型框架區，選擇檢視模型檔案。

從右側的屬性面板可以看出模型的型別、體積、作者、版權宣告、描述資訊。

從底部的引數可以看出，該模型擁有一個輸入引數，和兩個輸出引數。

在資原始檔中匯入一張鳥類的圖片，將使用機器學習迅雷模型，檢測圖片中出現的鳥類的名稱。

在專案導航區，開啟檢視控制器的程式碼檔案【ViewController.swift】

  1 import UIKit
  2 //匯入機器學習框架
  3 import CoreML
  4 
  5 class ViewController: UIViewController {
  6     
  7     override func viewDidLoad() {
  8         super.viewDidLoad()
  9         // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
 10         
 11         //載入專案中指定名稱的圖片資源
 

 12         let image = UIImage(named: "sample")
 13         
 14         //機器學習模型只可以識別畫素快取格式的影象，
 15         //需要將圖片的格式進行轉換，
 16         //首先定義圖片格式轉換後的寬度和高度
 17         let width : CGFloat = 224.0
 18         let height : CGFloat = 224.0
 19         
 20         //然後獲得一個基於點陣圖的上下文，並設定其為當前的上下文。
 21         UIGraphicsBeginImageContext(CGSize(width: width, height: height))
 22         //將從專案中載入的影象，繪製在上下文的指定區域
 23         image?.draw(in:CGRect(x: 0, y: 0, width: width, height: height))
 24         //接著從上下文中獲得格式轉換後的影象
 25         let newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext()
 26         //完成影象的格式轉換後，關閉當前的上下文。
 27         UIGraphicsEndImageContext()
 28         
 29         //新增一個版本相容性的判斷語句
 30         if #available(iOS 11.0, *)
 31         {
 32             //初始化機器學習模型的物件
 33             let resnet50 = Resnet50()
 34             
 35             //通過呼叫機器學習模型的物件的預測方法，對影象中的物體進行識別。
 36             //需要注意的是，傳入的圖片需要是CVPixelBuffer格式，
 37             //這裡使用一個方法將圖片進行格式轉換，此方法在下方實現
 38             guard let output = try? resnet50.prediction(image:pixelBufferFromImage(image: newImage!)) else
 39             {
 40                 fatalError("Unexpected error.")
 41             }
 42             
 43             //在控制檯輸出識別的結果
 44             print(output.classLabel)
 45         }
 46     }
 47     
 48     //新增一個方法，用來實現圖片格式的轉換
 49     func pixelBufferFromImage(image: UIImage) -> CVPixelBuffer
 50     {
 51         //初始化一個上下文物件，它將被用來渲染CIImage影象
 52         let ciContext = CIContext(options: nil)
 53         //通過UIImage物件，初始化一個CIImage物件。
 54         let ciImage = CIImage(image: image)
 55         //通過上下文物件，將CIImage物件，轉換為CGImage型別。
 56         //其中extend屬性表示該物件在上下文中的區域。
 57         let cgImage = ciContext.createCGImage(ciImage!, from: ciImage!.extent)
 58         
 59         //建立一個非安全的可變指標，並給指標分配相應的記憶體。
 60         let umPointer = UnsafeMutablePointer<UnsafeRawPointer>.allocate(capacity: 1)
 61         //初始化一個CFNumber格式的數字，該型別位於Core Foundation框架
 62         let cfNum = CFNumberCreate(kCFAllocatorDefault, .intType, umPointer)
 63         //初始化一個數組物件，它將作為後面的字典物件的值
 64         let values: [CFTypeRef] = [kCFBooleanTrue, kCFBooleanTrue, cfNum!]
 65         //初始化兩個非安全可變指標，作為字典的鍵和值
 66         //鍵
 67         let keysPointer = UnsafeMutablePointer<UnsafeRawPointer?>.allocate(capacity: 1)
 68         //值
 69         let valuesPointer =  UnsafeMutablePointer<UnsafeRawPointer?>.allocate(capacity: 1)
 70         
 71         //初始化一個字串陣列，包含三個鍵
 72         //1.畫素快取影象相容性
 73         //2.畫素快取點陣圖上下文相容性
 74         //3..畫素快取每行的位元組數
 75         let keys: [CFString] = [kCVPixelBufferCGImageCompatibilityKey,//1.畫素快取影象相容性
 76         kCVPixelBufferCGBitmapContextCompatibilityKey,//2.畫素快取點陣圖上下文相容性
 77         kCVPixelBufferBytesPerRowAlignmentKey]//3..畫素快取每行的位元組數
 78         //使用上文建立的兩個數字，
 79         //對鍵、值兩個非安全可變指標進行初始化
 80         keysPointer.initialize(to: keys)
 81         valuesPointer.initialize(to: values)
 82         
 83         //通過鍵、值兩個指標，以及預設的記憶體分配方式和鍵的數量等引數，初始化一個字典物件。
 84         //該字典物件將作為配置選項，被用來建立畫素快取
 85         let options = CFDictionaryCreate(kCFAllocatorDefault, keysPointer, valuesPointer, keys.count, nil, nil)
 86         //新建一個影象快取變數
 87         var pxbuffer: CVPixelBuffer?
 88         //然後對輸入的快取變數進行初始化。
 89         //引數依次標註
 90         var status = CVPixelBufferCreate(kCFAllocatorDefault, //1.記憶體分配方式
 91         cgImage!.width,//2.影象寬度
 92         cgImage!.height,//3.影象高度
 93         kCVPixelFormatType_32BGRA, //4.畫素格式型別
 94         options, //5.配置引數
 95         &pxbuffer)//6.畫素快取的記憶體地址
 96         //接著鎖定畫素緩衝區的基址，在使用CPU訪問畫素資料之前，必須呼叫該函式
 97         status = CVPixelBufferLockBaseAddress(pxbuffer!, CVPixelBufferLockFlags(rawValue: 0))
 98         
 99         //獲得畫素緩衝區的基址
100         let bufferAddress = CVPixelBufferGetBaseAddress(pxbuffer!)
101         //然後建立一個基於裝置的RGB顏色空間。
102         //當在輸出裝置上顯示時，依賴於裝置的顏色空間中的顏色，
103         //不會被變換或以其他方式被修改
104         let rgbColorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB()
105         //獲得畫素緩衝區每行的位元組數
106         let bytesperrow = CVPixelBufferGetBytesPerRow(pxbuffer!)
107         //通過上文建立的引數，初始化一個二維繪圖環境
108         let context = CGContext(data: bufferAddress,
109                                 width: cgImage!.width,
110                                 height: cgImage!.height,
111                                 bitsPerComponent: 8,
112                                 bytesPerRow: bytesperrow,
113                                 space: rgbColorSpace,
114                                 bitmapInfo: CGImageAlphaInfo.premultipliedFirst.rawValue 
115                                 | CGBitmapInfo.byteOrder32Little.rawValue)
116         //重置二維繪圖環境的旋轉角度為0
117         context?.concatenate(CGAffineTransform(rotationAngle: 0))
118         //由於當前的二維繪圖環境的座標系統，和裝置螢幕的座標系統不同，
119         //所以在此對二維繪圖環境進行上下文翻轉
120         context?.concatenate(__CGAffineTransformMake( 1, 0, 0, -1, 0, CGFloat(cgImage!.height) ))
121         
122         //將影象繪製在二維繪圖環境中，並指定影象的顯示區域。
123         context?.draw(cgImage!,
124         in: CGRect(x:0, y:0, 
125         width:CGFloat(cgImage!.width), 
126         height:CGFloat(cgImage!.height)))
127         //最後解鎖橡樹緩衝區的基地址。
128         //在使用CPU訪問畫素資料之後，必須呼叫該函式。
129         status = CVPixelBufferUnlockBaseAddress(pxbuffer!, CVPixelBufferLockFlags(rawValue: 0))
130 
131         //返回處理完成的畫素快取
132         return pxbuffer!
133     }
134     
135     override func didReceiveMemoryWarning() {
136         super.didReceiveMemoryWarning()
137         // Dispose of any resources that can be recreated.
138     }
139 }