基于 Serverless 的人工智能相冊小程式-有解無憂

日常生活中，我們常常會想要「搜索照片」，每當尋找很久遠的照片時，記憶模糊，檢索照片時只能想起大致的時間，然后一張張查看，這樣不僅效率低下，還經常會漏掉我們想找的照片，

近幾年微信小程式發展迅速，如果有這么一款軟體，我們只需要用文字簡單描述，就能實作圖片的快速檢索，豈不是很棒！

本專案將以小程式為例，在 Serverless 架構上進行開發，該小程式在保留相冊基礎功能（新建相冊、洗掉相冊、上傳圖片、查看圖片、洗掉圖片）上，增加人工智能搜索 —— 即用戶上傳圖片之后，基于 Image Caption 技術，自動對圖片進行描述，實作 Image to Text 的程序，這樣，當用戶進行搜索時，通過文本間的相似度，就可以回傳最貼近的圖片，

基礎設計

該專案設計主要擁有登錄、相冊、圖片上傳和預覽功能，以及搜索功能，如圖所示：

相冊功能

注冊功能的主要作用是：通過獲取用戶的唯一 id（微信中的 OpenId），來將用戶資訊存盤到資料庫中，之后的所有操作，都需要以該 id 作為區分；
相冊功能主要包括相冊的增刪查改等功能；
圖片功能包括圖片上傳、洗掉和查看；
搜索功能主要是可以查看指定標簽對應的圖片串列，以及指定搜索內容對應的串列，

當然這四個主要功能和模塊是和前端關系緊密的部分，除此之外還有后端異步操作的兩個模塊，分別是影像壓縮和影像描述功能，

1. 注冊功能：

注冊功能是用戶點擊注冊賬號之后，執行的動作，

該動作需要注意，注冊之前需先判斷用戶是否已經注冊過，如果已注冊則默認登陸，否則進行注冊并登陸，當用戶不想注冊時，可以點擊體驗程式，對程式大部分頁面進行預覽，但是不能實作有關資料庫的增刪改查，登錄功能頁面如圖所示：

登錄功能頁面

2. 相冊功能：

當用戶注冊登錄之后，可以在相冊管理頁面進行相冊相關的管理，包括編輯、洗掉和新建，在進行添加和修改的時候，需要注意相冊名稱是否已經存在；在進行洗掉、修改相冊等操作時要判斷用戶是否有操作該相冊的權限等，相冊功能原型如圖所示：

相冊功能原型

3. 圖片功能：

圖片功能主要包括圖片串列以及圖片獲取、上傳和洗掉，在圖片獲取與洗掉的程序中，要對用戶是否有該項操作的權限進行判斷，上傳時也要判斷是否有上傳到指定相冊的權限，圖片功能相關原型圖如所示，

圖片功能相關原型圖

圖片功能部分除了用戶側可見的功能，還有定時任務，當用戶上傳圖片之后，系統會在后臺異步進行影像壓縮、影像描述和關鍵詞提取等，整體流程如圖所示，

圖片功能系統后臺流程

4. 搜索功能：

搜索功能指的是通過關鍵詞或使用者的描述，得到目標資料的程序，這一功能原型圖如圖所示，

搜索原型

這一部分的難點在于通過用戶的描述，搜索到目標資料的程序，這個程序的基本流程如圖所示，

搜索流程

專案開發

1. 資料庫建立

資料庫部分主要對相關的表和表之間的關系進行建立，
首先需要創建專案所必須的表：

CREATE DATABASE `album`;
CREATE TABLE `album`.`tags` ( `tid` INT NOT NULL AUTO_INCREMENT , `name` VARCHAR(255) NOT NULL , `remark` TEXT NULL , PRIMARY KEY (`tid`)) ENGINE = InnoDB;
CREATE TABLE `album`.`category` ( `cid` INT NOT NULL AUTO_INCREMENT , `name` VARCHAR(255) NOT NULL , `sorted` INT NOT NULL DEFAULT '1' , `user` INT NOT NULL , `remark` TEXT NULL , `publish` DATE NOT NULL , `area` VARCHAR(255) NULL , PRIMARY KEY (`cid`)) ENGINE = InnoDB;
CREATE TABLE `album`.`users` ( `uid` INT NOT NULL AUTO_INCREMENT , `nickname` TEXT NOT NULL , `wechat` VARCHAR(255) NOT NULL , `remark` TEXT NULL , PRIMARY KEY (`uid`)) ENGINE = InnoDB;
CREATE TABLE `album`.`photo` ( `pid` INT NOT NULL AUTO_INCREMENT , `name` VARCHAR(255) NOT NULL , `small` VARCHAR(255) NOT NULL , `large` VARCHAR(255) NOT NULL , `category` INT NOT NULL , `tags` VARCHAR(255) NULL , `remark` TEXT NULL , `creattime` DATE NOT NULL , `creatarea` VARCHAR(255) NOT NULL , `user` INT NOT NULL ,  PRIMARY KEY (`pid`)) ENGINE = InnoDB;
CREATE TABLE `album`.`photo_tags` ( `ptid` INT NOT NULL AUTO_INCREMENT , `tag` INT NOT NULL , `photo` INT NOT NULL , `remark` INT NULL , PRIMARY KEY (`ptid`)) ENGINE = InnoDB;

創建之后，逐步添加表之間的關系以及部分限制條件：

ALTER TABLE `photo_tags` ADD CONSTRAINT `photo_tags_tags_alter` FOREIGN KEY (`tag`) REFERENCES `tags`(`tid`) ON DELETE CASCADE ON UPDATE RESTRICT; 
ALTER TABLE `photo_tags` ADD CONSTRAINT `photo_tags_photo_alter` FOREIGN KEY (`photo`) REFERENCES `photo`(`pid`) ON DELETE CASCADE ON UPDATE RESTRICT;
ALTER TABLE `photo` ADD CONSTRAINT `photo_category_alter` FOREIGN KEY (`category`) REFERENCES `category`(`cid`) ON DELETE CASCADE ON UPDATE RESTRICT;
ALTER TABLE `photo` ADD CONSTRAINT `photo_user_alter` FOREIGN KEY (`user`) REFERENCES `users`(`uid`) ON DELETE CASCADE ON UPDATE RESTRICT;
ALTER TABLE `category` ADD CONSTRAINT `category_user_alter` FOREIGN KEY (`user`) REFERENCES `users`(`uid`) ON DELETE CASCADE ON UPDATE RESTRICT;
ALTER TABLE `tags` ADD unique(`name`);

2. 讓 Code 飛起來

在使用之前您需要有一個騰訊云的賬號，并且開通了 SCF、COS、APIGW 以及 CDB 等相關產品權限；
將專案 clone 到本地，配置自己的密鑰資訊、資料庫資訊，組態檔在 cloudFunction 目錄下的 serverless.yaml 中：

# 函式們的整體配置資訊
Conf:
  component: "serverless-global"
  inputs:
    region: ap-shanghai
    runtime: Python3.6
    handler: index.main_handler
    include_common: ./common
    mysql_host: gz-c************************.com
    mysql_user: root
    mysql_password: S************************!
    mysql_port: 6************************0
    mysql_db: album
    mini_program_app_id: asdsa************************dddd
    mini_program_app_secret: fd340c4************************8744ee
    tencent_secret_id: AKID1y************************l1q0kK
    tencent_secret_key: cCoJ************************FZj5Oa
    tencent_appid: 1256773370
    cos_bucket: 'album-1256773370'
    domain: album.0duzahn.com

由于我目前使用的是 Serverless Components，沒有全域變數等，所以在此處增加了全域變陣列件，在這里設定好全域變數，在之后的 Components 中可以直接參考，例如：

# 創建存盤桶
CosBucket:
  component: '@serverless/tencent-website'
  inputs:
    code:
      src: ./cos
    region:  ${Conf.region}
    bucketName: ${Conf.cos_bucket}

安裝必備工具： Serverless Framework、小程式云開發 IDE，由于本專案后臺開發語言是 Python，您也需要一些 Python 的開發工具以及包管理工具（Python 版本不低于 3.6）
在部分檔案夾下安裝相對應的依賴：
- cloudFunction/album/prdiction 需要安裝 Pillow, opencv, tensorflow, jieba
- cloudFunction/album/getPhotoSearch 需要安裝 gensim, jieba 以及 collections
- cloudFunction/album/compression 需要安裝 Pillow
  
  （注意，在安裝的時候一定要用 CentOS 作業系統，如果沒相對應系統，可以在這里打包對應的依賴：http://serverless.0duzhan.com/app/scf_python_package_download/）
將專案部署到云端，只需要通過指令 serverless --debug 即可：

DEBUG ─ Resolving the template's static variables.
  DEBUG ─ Collecting components from the template.
  DEBUG ─ Downloading any NPM components found in the template.
  DEBUG ─ Analyzing the template's components dependencies.
  DEBUG ─ Creating the template's components graph.
  DEBUG ─ Syncing template state.
  DEBUG ─ Executing the template's components graph.
  DEBUG ─ Starting API-Gateway deployment with name APIService in the ap-shanghai region
 
    ... ...
 
  DEBUG ─ Updating configure... 
  DEBUG ─ Created function Album_Get_Photo_Search successful
  DEBUG ─ Setting tags for function Album_Get_Photo_Search
  DEBUG ─ Creating trigger for function Album_Get_Photo_Search
  DEBUG ─ Deployed function Album_Get_Photo_Search successful
  DEBUG ─ Uploaded package successful /Users/dfounderliu/Documents/code/AIAlbum/.serverless/Album_Prediction.zip
  DEBUG ─ Creating function Album_Prediction
  DEBUG ─ Updating code... 
  DEBUG ─ Updating configure... 
  DEBUG ─ Created function Album_Prediction successful
  DEBUG ─ Setting tags for function Album_Prediction
  DEBUG ─ Creating trigger for function Album_Prediction
  DEBUG ─ Trigger timer: timer not changed
  DEBUG ─ Deployed function Album_Prediction successful

  Conf: 
    region:                  ap-shanghai
      
      ... ...
      
      - 
        path:   /photo/delete
        method: ANY
        apiId:  api-g9u6r9wq
      - 
        path:   /album/delete
        method: ANY
        apiId:  api-b4c4xrq8
      - 
        path:   /album/add
        method: ANY
        apiId:  api-ml6q5koy

  156s ? APIService ? done

這個程序，只用了 156s 便部署了所有函式，然后打開小程式的 id 帶入 miniProgram 目錄，并且填寫自己的 appid 在檔案 project.config.json 的第 17 行，同時也要配置自己專案的基礎目錄，就是 API 網關給我們回傳的地址，寫在 app.js 的第 10 行，此時專案就可以運行起來了，

自取 ?? 后臺的壓縮包

小結

Serverless 架構憑借著按量付費、低成本運維和高效率開發等眾多優點于一身，幫助我們的專案快速開發和迭代，而 Serverless Framework 則是一個非常高效的工具，兼容 Tencent Cloud, AWS, Google Cloud 等多家廠商的 Serverless 架構，

本專案以騰訊云 Serverless Framework 為例，詳細資訊可以移步官方說明，

參考：

GitHub: github.com/serverless

官網：serverless.com

歡迎訪問：Serverless 中文網，您可以在最佳實踐里體驗更多關于 Serverless 應用的開發！

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