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Intégration Multi-Modal

Les applications multi-modales prennent de plus en plus d’importance en IA, permettant des interactions plus riches et des tâches plus complexes. Le Model Context Protocol (MCP) offre un cadre pour créer des applications multi-modales capables de gérer différents types de données, comme le texte, les images et l’audio.

MCP prend en charge non seulement les interactions basées sur le texte, mais aussi les capacités multi-modales, permettant aux modèles de travailler avec des images, de l’audio et d’autres types de données.

Introduction

Dans cette leçon, vous apprendrez à créer une application multi-modale.

Objectifs d’apprentissage

À la fin de cette leçon, vous serez capable de :

  • Comprendre les choix multi-modaux
  • Implémenter une application multi-modale.

Architecture pour le support Multi-Modal

Les implémentations MCP multi-modales impliquent généralement :

  • Analyseurs spécifiques à chaque modalité : Composants qui convertissent différents types de médias en formats que le modèle peut traiter.
  • Outils spécifiques à chaque modalité : Outils spécialisés conçus pour gérer des modalités spécifiques (analyse d’image, traitement audio)
  • Gestion unifiée du contexte : Système pour maintenir le contexte à travers différentes modalités
  • Génération de réponses : Capacité à générer des réponses pouvant inclure plusieurs modalités.

Exemple Multi-Modal : Analyse d’image

Dans l’exemple ci-dessous, nous allons analyser une image et en extraire des informations.

Implémentation C#

using ModelContextProtocol.SDK.Server;
using ModelContextProtocol.SDK.Server.Tools;
using ModelContextProtocol.SDK.Server.Content;
using System.Text.Json;
using System.IO;
using System.Threading.Tasks;
using System.Collections.Generic;

namespace MultiModalMcpExample
{
    // Tool for image analysis
    public class ImageAnalysisTool : ITool
    {
        private readonly IImageAnalysisService _imageService;
        
        public ImageAnalysisTool(IImageAnalysisService imageService)
        {
            _imageService = imageService;
        }
        
        public string Name => "imageAnalysis";
        public string Description => "Analyzes image content and extracts information";
          public ToolDefinition GetDefinition()
        {
            return new ToolDefinition
            {
                Name = Name,
                Description = Description,
                Parameters = new Dictionary<string, ParameterDefinition>
                {
                    ["imageUrl"] = new ParameterDefinition
                    {
                        Type = ParameterType.String,
                        Description = "URL to the image to analyze" 
                    },
                    ["analysisType"] = new ParameterDefinition
                    {
                        Type = ParameterType.String,
                        Description = "Type of analysis to perform",
                        Enum = new[] { "general", "objects", "text", "faces" },
                        Default = "general"
                    }
                },
                Required = new[] { "imageUrl" }
            };
        }
        
        public async Task<ToolResponse> ExecuteAsync(IDictionary<string, object> parameters)
        {
            // Extract parameters
            string imageUrl = parameters["imageUrl"].ToString();
            string analysisType = parameters.ContainsKey("analysisType") 
                ? parameters["analysisType"].ToString() 
                : "general";
              // Download or access the image
            byte[] imageData = await DownloadImageAsync(imageUrl);
            
            // Analyze based on the requested analysis type
            var analysisResult = analysisType switch
            {
                "objects" => await _imageService.DetectObjectsAsync(imageData),                "text" => await _imageService.RecognizeTextAsync(imageData),
                "faces" => await _imageService.DetectFacesAsync(imageData),
                _ => await _imageService.AnalyzeGeneralAsync(imageData) // Default general analysis
            };
            
            // Return structured result as a ToolResponse
            // Format follows the MCP specification for content structure
            var content = new List<ContentItem>
            {
                new ContentItem
                {
                    Type = ContentType.Text,
                    Text = JsonSerializer.Serialize(analysisResult)
                }
            };
            
            return new ToolResponse
            {
                Content = content,
                IsError = false
            };
        }
        
        private async Task<byte[]> DownloadImageAsync(string url)
        {
            using var httpClient = new HttpClient();
            return await httpClient.GetByteArrayAsync(url);
        }
    }
    
    // Multi-modal MCP server with image and text processing
    public class MultiModalMcpServer
    {
        public static async Task Main(string[] args)
        {
            // Create an MCP server
            var server = new McpServer(
                name: "Multi-Modal MCP Server",
                version: "1.0.0"
            );
            
            // Configure server for multi-modal support
            var serverOptions = new McpServerOptions
            {
                MaxRequestSize = 10 * 1024 * 1024, // 10MB for larger payloads like images
                SupportedContentTypes = new[]
                {
                    "image/jpeg",
                    "image/png",
                    "text/plain",
                    "application/json"
                }
            };
            
            // Create image analysis service
            var imageService = new ComputerVisionService();
            
            // Register image analysis tools
            server.AddTool(new ImageAnalysisTool(imageService));
            
            // Register a text-to-image tool
            services.AddMcpTool<TextAnalysisTool>();
            services.AddMcpTool<ImageAnalysisTool>();
            services.AddMcpTool<DocumentGenerationTool>(); // Tool that can generate documents with text and images
        }
    }
}

Dans l’exemple précédent, nous avons :

  • Créé un ImageAnalysisTool capable d’analyser des images en utilisant un hypothétique IImageAnalysisService.
  • Configuré le serveur MCP pour gérer des requêtes plus volumineuses et supporter les types de contenu image.
  • Enregistré l’outil d’analyse d’image auprès du serveur.
  • Implémenté une méthode pour télécharger des images depuis une URL et les analyser selon le type demandé (objets, texte, visages, etc.).
  • Renvoyé des résultats structurés dans un format conforme à la spécification MCP.

Exemple Multi-Modal : Traitement Audio

Le traitement audio est une autre modalité courante dans les applications multi-modales. Voici un exemple d’implémentation d’un outil de transcription audio capable de gérer des fichiers audio et de retourner des transcriptions.

Implémentation Java

package com.example.mcp.multimodal;

import com.mcp.server.McpServer;
import com.mcp.tools.Tool;
import com.mcp.tools.ToolRequest;
import com.mcp.tools.ToolResponse;
import com.mcp.tools.ToolExecutionException;
import com.example.audio.AudioProcessor;

import java.util.Base64;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

// Audio transcription tool
public class AudioTranscriptionTool implements Tool {
    private final AudioProcessor audioProcessor;
    
    public AudioTranscriptionTool(AudioProcessor audioProcessor) {
        this.audioProcessor = audioProcessor;
    }
    
    @Override
    public String getName() {
        return "audioTranscription";
    }
    
    @Override
    public String getDescription() {
        return "Transcribes speech from audio files to text";
    }
    
    @Override
    public Object getSchema() {
        Map<String, Object> schema = new HashMap<>();
        schema.put("type", "object");
        
        Map<String, Object> properties = new HashMap<>();
        
        Map<String, Object> audioUrl = new HashMap<>();
        audioUrl.put("type", "string");
        audioUrl.put("description", "URL to the audio file to transcribe");
        
        Map<String, Object> audioData = new HashMap<>();
        audioData.put("type", "string");
        audioData.put("description", "Base64-encoded audio data (alternative to URL)");
        
        Map<String, Object> language = new HashMap<>();
        language.put("type", "string");
        language.put("description", "Language code (e.g., 'en-US', 'es-ES')");
        language.put("default", "en-US");
        
        properties.put("audioUrl", audioUrl);
        properties.put("audioData", audioData);
        properties.put("language", language);
        
        schema.put("properties", properties);
        schema.put("required", Arrays.asList("audioUrl"));
        
        return schema;
    }
    
    @Override
    public ToolResponse execute(ToolRequest request) {
        try {
            byte[] audioData;
            String language = request.getParameters().has("language") ? 
                request.getParameters().get("language").asText() : "en-US";
                
            // Get audio either from URL or direct data
            if (request.getParameters().has("audioUrl")) {
                String audioUrl = request.getParameters().get("audioUrl").asText();
                audioData = downloadAudio(audioUrl);
            } else if (request.getParameters().has("audioData")) {
                String base64Audio = request.getParameters().get("audioData").asText();
                audioData = Base64.getDecoder().decode(base64Audio);
            } else {
                throw new ToolExecutionException("Either audioUrl or audioData must be provided");
            }
            
            // Process audio and transcribe
            Map<String, Object> transcriptionResult = audioProcessor.transcribe(audioData, language);
            
            // Return transcription result
            return new ToolResponse.Builder()
                .setResult(transcriptionResult)
                .build();
        } catch (Exception ex) {
            throw new ToolExecutionException("Audio transcription failed: " + ex.getMessage(), ex);
        }
    }
    
    private byte[] downloadAudio(String url) {
        // Implementation for downloading audio from URL
        // ...
        return new byte[0]; // Placeholder
    }
}

// Main application with audio and other modalities
public class MultiModalApplication {
    public static void main(String[] args) {
        // Configure services
        AudioProcessor audioProcessor = new AudioProcessor();
        ImageProcessor imageProcessor = new ImageProcessor();
        
        // Create and configure server
        McpServer server = new McpServer.Builder()
            .setName("Multi-Modal MCP Server")
            .setVersion("1.0.0")
            .setPort(5000)
            .setMaxRequestSize(20 * 1024 * 1024) // 20MB for audio/video content
            .build();
            
        // Register multi-modal tools
        server.registerTool(new AudioTranscriptionTool(audioProcessor));
        server.registerTool(new ImageAnalysisTool(imageProcessor));
        server.registerTool(new VideoProcessingTool());
        
        // Start server
        server.start();
        System.out.println("Multi-Modal MCP Server started on port 5000");
    }
}

Dans l’exemple précédent, nous avons :

  • Créé un AudioTranscriptionTool capable de transcrire des fichiers audio.
  • Défini le schéma de l’outil pour accepter soit une URL, soit des données audio encodées en base64.
  • Implémenté la méthode execute pour gérer le traitement audio et la transcription.
  • Configuré le serveur MCP pour gérer les requêtes multi-modales, incluant le traitement audio et image.
  • Enregistré l’outil de transcription audio auprès du serveur.
  • Implémenté une méthode pour télécharger des fichiers audio depuis une URL ou décoder des données audio en base64.
  • Utilisé un service AudioProcessor pour gérer la logique réelle de transcription.
  • Démarré le serveur MCP pour écouter les requêtes.

Exemple Multi-Modal : Génération de Réponses Multi-Modales

Implémentation Python

from mcp_server import McpServer
from mcp_tools import Tool, ToolRequest, ToolResponse, ToolExecutionException
import base64
from PIL import Image
import io
import requests
import json
from typing import Dict, Any, List, Optional

# Image generation tool
class ImageGenerationTool(Tool):
    def get_name(self):
        return "imageGeneration"
        
    def get_description(self):
        return "Generates images based on text descriptions"
    
    def get_schema(self):
        return {
            "type": "object",
            "properties": {
                "prompt": {
                    "type": "string", 
                    "description": "Text description of the image to generate"
                },
                "style": {
                    "type": "string",
                    "enum": ["realistic", "artistic", "cartoon", "sketch"],
                    "default": "realistic"
                },
                "width": {
                    "type": "integer",
                    "default": 512
                },
                "height": {
                    "type": "integer",
                    "default": 512
                }
            },
            "required": ["prompt"]
        }
    
    async def execute_async(self, request: ToolRequest) -> ToolResponse:
        try:
            # Extract parameters
            prompt = request.parameters.get("prompt")
            style = request.parameters.get("style", "realistic")
            width = request.parameters.get("width", 512)
            height = request.parameters.get("height", 512)
            
            # Generate image using external service (example implementation)
            image_data = await self._generate_image(prompt, style, width, height)
            
            # Convert image to base64 for response
            buffered = io.BytesIO()
            image_data.save(buffered, format="PNG")
            img_str = base64.b64encode(buffered.getvalue()).decode()
            
            # Return result with both the image and metadata
            return ToolResponse(
                result={
                    "imageBase64": img_str,
                    "format": "image/png",
                    "width": width,
                    "height": height,
                    "generationPrompt": prompt,
                    "style": style
                }
            )
        except Exception as e:
            raise ToolExecutionException(f"Image generation failed: {str(e)}")
    
    async def _generate_image(self, prompt: str, style: str, width: int, height: int) -> Image.Image:
        """
        This would call an actual image generation API
        Simplified placeholder implementation
        """
        # Return a placeholder image or call actual image generation API
        # For this example, we'll create a simple colored image
        image = Image.new('RGB', (width, height), color=(73, 109, 137))
        return image

# Multi-modal response handler
class MultiModalResponseHandler:
    """Handler for creating responses that combine text, images, and other modalities"""
    
    def __init__(self, mcp_client):
        self.client = mcp_client
    
    async def create_multi_modal_response(self, 
                                         text_content: str, 
                                         generate_images: bool = False,
                                         image_prompts: Optional[List[str]] = None) -> Dict[str, Any]:
        """
        Creates a response that may include generated images alongside text
        """
        response = {
            "text": text_content,
            "images": []
        }
        
        # Generate images if requested
        if generate_images and image_prompts:
            for prompt in image_prompts:
                image_result = await self.client.execute_tool(
                    "imageGeneration",
                    {
                        "prompt": prompt,
                        "style": "realistic",
                        "width": 512,
                        "height": 512
                    }
                )
                
                response["images"].append({
                    "imageData": image_result.result["imageBase64"],
                    "format": image_result.result["format"],
                    "prompt": prompt
                })
        
        return response

# Main application
async def main():
    # Create server
    server = McpServer(
        name="Multi-Modal MCP Server",
        version="1.0.0",
        port=5000
    )
    
    # Register multi-modal tools
    server.register_tool(ImageGenerationTool())
    server.register_tool(AudioAnalysisTool())
    server.register_tool(VideoFrameExtractionTool())
    
    # Start server
    await server.start()
    print("Multi-Modal MCP Server running on port 5000")

if __name__ == "__main__":
    import asyncio
    asyncio.run(main())

Et après

Avertissement :
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