Android Camera之常用接口(人脸追踪源码)简介

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Github:源码路径

1.CameraInfo

用于描述camera的内部类,主要包括以下参数:

  • facing:代表相机的朝向,只能取CameraInfo中的两个静态值,源码说明如下:
    /**
         * The facing of the camera is opposite to that of the screen.
         */
        public static final int CAMERA_FACING_BACK = 0;//背对屏幕方向,后置相机

        /**
         * The facing of the camera is the same as that of the screen.
         */
        public static final int CAMERA_FACING_FRONT = 1;//和屏幕一个方向,前置相机

一般我们在使用相机初始化时,需要确定是开启前置还是后置相机。如果没有增加其他外置相机的条件下,后置和前置相机的ID分别为0和1,如果包含其他的外置相机,则相应的为2或其他值。为便于编程理解,一般直接使用以上两个值作为开启相机的ID。

mCamera = Camera.open(Camera.CameraInfo.CAMERA_FACING_BACK);//开启后置相机
  • orientation :表示相机采集图片的角度,该值是相机采集图片时需要顺时针旋转的角度,且旋转值固定为0、90、180、270中的一个。可以从源码说明中看出:
 /**
         * <p>The orientation of the camera image. The value is the angle that the
         * camera image needs to be rotated clockwise so it shows correctly on
         * the display in its natural orientation. It should be 0, 90, 180, or 270.</p>
         *
         * <p>For example, suppose a device has a naturally tall screen. The
         * back-facing camera sensor is mounted in landscape. You are looking at
         * the screen. If the top side of the camera sensor is aligned with the
         * right edge of the screen in natural orientation, the value should be
         * 90. If the top side of a front-facing camera sensor is aligned with
         * the right of the screen, the value should be 270.</p>

上一部分的翻译在上面的定义中已经说明,下面一段是针对该定义举例,翻译如下:

举例,假设设备处于自然竖直状态,后置相机的传感器是水平方向,你面对手机,如果传感器的顶部在手机屏幕的右边,那么这个值为90;如果前置摄像头的传感器顶部在手机右边,那么该值就是270。
  • setDisplayOrientation:该方法是用于设置相机的预览的方向,是对上文提及的Orientation的参数设置。在使用手机相机采用竖直预览时,该方法的就起到了很重要的作用,因为后置(前置)相机默认的预览方向是水平的,需要将其顺时针旋转90度,由下面的源码解释也可以看出。
Set the clockwise rotation of preview display in degrees. This affects
     * the preview frames and the picture displayed after snapshot. This method
     * is useful for portrait mode applications. Note that preview display of
     * front-facing cameras is flipped horizontally before the rotation, that
     * is, the image is reflected along the central vertical axis of the camera
     * sensor. So the users can see themselves as looking into a mirror.
    
    <p>This does not affect the order of byte array passed in {@link
     * PreviewCallback#onPreviewFrame}, JPEG pictures, or recorded videos. This
     * method is not allowed to be called during preview.

在相机预览时,通过设置该参数的顺时针的角度,来影响预览和拍照的图片效果,尤其在竖直使用相机时。但需要注意前置相机使用时,显示的效果会水平翻转,预览的效果如图照镜子。
注意,该参数的设置仅仅是影响预览的界面效果,不影响真实的相机采集的数据,因此在PreviewCallback和onPreviewFrame中获取的数据转为图像后,仍然呈现图像传感器方向的图片效果。在预览时,不可调用该参数。
提到上面的方向问题,需要结合安卓的坐标特点分析:

  • 屏幕坐标:安卓中的屏幕坐标是指左上角为圆点(0,0),以原点向屏幕的右延伸为X轴正方向,向下延伸为Y轴正方向。

  • 自然方向:自然方向是指安卓设备正常使用时的方向,比如手机是竖直的方向,平板是水平的方向。

    在这里插入图片描述

  • 图像传感器方向:该方向是由手机的摄像机硬件传感器决定,该方向用于拍摄时的取景方向,上文提及的方向就是指图像的传感器方向。

    在这里插入图片描述

  • 相机采集的方向:通过setDisplayOrientation()该方法仅仅是修改相机的预览方向,实际上并未改变获取的相机图像,在onPreviewFrame()中获取的数据转为图像后,显示的图像方向仍然与相机的图像传感器方向一致,可通过对获取的图片旋转,获取需要的图片,一般情况下,后置相机需顺时针旋转90度,前置相机顺时针旋转270度。
    小结:
    1.默认情况下手机的传感器方向是横向的,且是由传感器硬件决定,软件无法修改;
    2.通过setDisplayOrientation()可设置相机的预览方向,一般该值为顺时针90,修改后前置相机会出现水平镜像翻转;
    3.调用setDisplayOrientation()仅是改变预览方向,在onPreviewFrame()回调中获取的图像,一般后置相机需顺时针旋转90度,前置相机顺时针旋转270度。

2 .Parameters

该参数是用于对相机的参数的设置,使相机捕获的效果符合我们的要求,但是源码中的注解我们可以看出,对于该参的设置我们不能随意设置,因为不同的相机具体的性能,例如图片大小和闪光模式等。因此在设置该参数前,需要先查询一下相机支持参数,例如在设置setColorEffect(String)参数前,先调用getSupportedColorEffects(),查看支持参数,如果不支持该参数的设置,则反回为空。

默认情况下对于尺寸的获取和设置,其单位均是像素。一般在调用尺寸或格式的getXX时,默认会返回包含至少一组的有效元素集合。

Different devices may have different camera capabilities, such as
     * picture size or flash modes. The application should query the camera
     * capabilities before setting parameters. For example, the application
     * should call {@link Camera.Parameters#getSupportedColorEffects()} before
     * calling {@link Camera.Parameters#setColorEffect(String)}. If the
     * camera does not support color effects,
     * {@link Camera.Parameters#getSupportedColorEffects()} will return null.

一般在调用setXX前建议先调用对应的getXX方法,否则会显示如下异常:

java.lang.RuntimeException: setParameters failed
        at android.hardware.Camera.native_setParameters(Native Method)
  • 预览尺寸
    A: getSupportedPreviewSizes():返回相机支持的预览尺寸的集合。
    B:setPreviewSize(int width, int height): 设置相机的预览尺寸,注意该尺寸不是最终获取的图片尺寸。

  • 预览格式
    A: getSupportedPreviewFormats():获取相机支持的预览格式,包括ImageFormat.NV21、ImageFormat.NV16和ImageFormat.YV21等,默认情况下,所有相机均支持NV21格式。
    B: setPreviewFormat(int pixel_format):设置预览的数据格式

  • 采集图片尺寸
    A: getSupportedPictureSizes():获取相机支持的采集图像的尺寸。
    B: setPictureSize(int width, int height):设置采集图片的尺寸,该尺寸是指图片保存后的真实尺寸大小。
  • 采集图片格式

    A: getSupportedPictureFormats():设置相机支持的输出图片格式。
    B: setPictureFormat(int pixel_format):设置相机保存的图片格式。

  • 对焦模式

    A: getSupportedFocusModes():获取相机支持的对焦模式。
    setFocusMode(String value):设置相机的对焦模式。
    B: getMaxZoom():获取相机支持的最大焦距。
    C: setZoom(int zoom):设置焦距,该值的设置需要参照获取到的最大焦距值。

  • 最大检测人脸数
    A:getMaxNumDetectedFaces():返回当前相机支持的最大的人脸检测数,如果调用B:FaceDetectionListener后,该返回值始终为0,说明不支持该种检测类型。

小结:

在调用相机前需要根据需要对相机的参数进行设置,但是在设置时为避免设置的参数,该相机不支持,因此在设置前,建议调用对应的get方法,查看相机支持的对应参数。

3. Face

其实安卓系统从SDK 1.0开始就支持简单的人脸识别接口,在调用相机前,添加检测的监听(setFaceDetectionListener)在回调的onFaceDetection(Camera.Face[] faces, Camera camera)就可以获取Face信息,包括以下。

  • rect:检测到的人脸矩形的坐标参数(该坐标与相机坐标不同,需要转换后才可以使用)。
  • score:检测到人脸的可信度(范围1-100),取决于设备的不同,即使可信度值很低,也会将其回调出来,因此需要我们根据需求,过滤一下。
  • leftEye:左眼的坐标参数
  • rightEye:右眼的坐标参数
  • mouth:嘴的坐标参数

注意:并不是所有的相机都支持左眼、右眼和嘴的坐标参数回调,如果不支持则返回为null,并且该参数的坐标系与rect相同,因此需要我们手动转换为相机参数坐标系。

  • FaceDetectionListener:相机检测人脸的回到接口,并重写onFaceDetection(Face[] faces, Camera camera)方法,获取相机检测的人脸回调。

4. Camera类中的方法

  • 设备相机个数
    getNumberOfCameras():返回设备中支持的相机个数,默认为2(前后置相机),如果不支持或没有相机则返回0。
  • 开启相机

    A:open():使用后置相机创建相机对象,如果没有后置相机,则返回null。
    B: open(int cameraId):使用相机ID来创建相机对象,在同一时间,只能调用一个相机ID来创建相机对象,否则会报异常。获取的参数值为0至相机个数(getNumberOfCameras())减一。默认后置相机ID为0,前置为1。

  • 获取指定相机参数信息

    getCameraInfo(int cameraId, CameraInfo cameraInfo):返回指定相机的参数信息。

  • 预览

    A:方向 setDisplayOrientation(int degrees):设置相机的预览方向,前文已多次提及。

    B : 载体: setPreviewDisplay(SurfaceHolder holder):设置相机的预览载体,通过一个SurfaceHolder 实现实时预览的效果。

    C: 回调 setPreviewCallback(PreviewCallback cb):设置相机预览的回调监听,重写

onPreviewFrame(byte[] data, Camera camera)方法,获取每一帧的相机预览数据。

  • 开始
    startPreview():开始预览,在调用该方法前,必须先调用setPreviewDisplay()设置预览载体,否则没有效果。
  • 结束

    stopPreview():结束预览,在调用该参数前,建议先将setPreviewCallback和setPreviewDisplay设置为null。

  • 相机参数

    A:getParameters():获取当前相机的Parameters参数对象。
    B:setParameters(Parameters params):设置当前相机的参数对象。

  • 人脸检测

    A: startFaceDetection():开始人脸监听,在添加FaceDetectionListener前,需要先调用该参数。
    B stopFaceDetection():停止人脸检测监听。

  • 关闭相机

    release():释放相机资源。

小结:

以上方法中介绍了相机使用的关键方法,分类总结如下:

1.开启/关闭 :通过open()开启后置相机,或通过open(int cameraId)开启指定相机,在结束相机使用时,需要调用release()释放相机资源。

2.预览的设置:需要根据需要设置预览的方向,设置预览的载体,在开始预览前需要先设置载体,否则预览并未真正开始,结束预览后需要先将回调置为null然后调用release方法。

3.人脸检测:在添加FaceDetectionListener前,需要先调用startFaceDetection()方法,在检测结束时,调用stopFaceDetection()。

5.录像

相机录像的操作,主要通过MediaRecorder实现,通过对该类中参数的设置,实现相机录像的效果,下面主要讲解常用的接口,具体的实现在下面系列文章中会讲解,并附有github的Demo路径。

  • 设置相机
    setCamera(mCamera):设置指定的相机用于录制视频。

  • 音频源格式
    setAudioSource():定义的音频的物理资源和录制配置,该参数可查看AudioSource类,主要是包括各种对于麦克风优化后的各种参数设置。

  • 视频资源
    setVideoSource():设置视频资源,包括camera、surface两种,默认是采用来自camera。
  • 视频编码格式
    setVideoEncoder():设置视频的编码格式,包括默认、AAC(有损压缩)和AMR(压缩较大,质量较差)等
  • 视频帧率
    setVideoEncodingBitRate(): 在调用该参数前,先调用prepare()检测,以确保设置的帧率适用。
  • 分辨率
    setVideoSize():设置录制的分辨率,该参数的设置,必须放在设置编码和格式后面,否则报错。
  • 输出路径
    setOutputFile():设置存储录像的文件路径。
  • 最大录制时长
    setMaxDuration():设置最大的录制时间,单位为ms,也可不指定该参数。
  • 预览载体
    setPreviewDisplay():该参数的设置与相机预览类似,需要通过surface展示实时录像内容。
  • 准备预览
    prepare():调用该方法前,必须要设置音频、视频源、编码格式和帧率等参数,但必须在start()方法前。
  • 开始预览
    start():调用该方法时,必须拥有相机资源(锁定),如果调用该方法失败,需要重新获取相机资源。
  • 重置
    reset():调用该方法后,需要重置MediaRecorder的资源。
  • 结束
    stop():如果在start()后立即调用该方法,则会抛出Runtimeexception异常,原因时结束时未收到有效的音视频资源,导致清除导出目录下的文件资源。
  • 释放
    release():释放除了必要的MediaRecorder资源。

小结:
本部分主要讲解了关于视频录制(MediaRecorder)相关的接口,在录制视频前需要必须设置相机、音频格式、视频格式、帧率、分辨率和输出路径等,在调用prepare()前必须要设置好该参数。

6.总结

本文介绍了相机相关的接口参数,包括以下内容:

1.CameraInfo相关的角度、角度设置以及安卓的坐标;

2.Parameters相关的预览尺寸、格式、对焦模式和灯光等;

3.Face:相关的矩形框、人脸中眼睛和嘴的坐标等;

4.Camera类中相关的方法,包括相机参数、回调和人脸检测等;

5.录像中MediaRecorder类的主要参数的讲解等。

致谢:Android: Camera相机开发详解(上) —— 知识储备

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