Android滤镜开发(一) 开篇:关于滤镜

滤镜

一般是由玻璃,树脂和聚碳酸酯等制成的物体,用来处理相机等传感器受到外界环境的影响,或者达到某种视觉效果。对于现在数字时代的图像,我们可以通过算法处理来达到以前镜片的效果

Android平台上的滤镜开发

处理方式

java层:Bitmap像素点和矩阵操作;ColorMatrix等系统api
native层:使用c/c++本地语言,具有更高的性能,可操作java层传入的Bitmap数据

整体处理:即对整个图片处理,矩阵处理,ColorMatrix或者系统api
局部处理:特殊像素点的单个或局部处理

cpu处理:上述处理都是基于cpu的,cpu计算能力强,但核心少,并行差
gpu处理:核心多,并行强。Android系统上可使用opengl es来调用gpu加速,并行处理图像

  1. 对于opengl,我们可以查阅相关资料,能做的事情,并不限于滤镜。
    他的核心工作方式,是几乎可以并行的处理图像像素点,而cpu一般只能串行的处理像素点

  2. gpu处理,性能更好,更快。对于一张静态图像上,进行简单的滤镜处理,cpu方式还是可以胜任的。但对于相机滤镜和视频动态滤镜时,cpu可能出现明显的卡顿现象,这时就需要进行gpu滤镜处理,且能以胜任

  3. 对与cpu的各种处理方式,我们通过Bitmap或者系统api,来进行各种滤镜算法的实现相对于gpu方式要简单一些,一般重点采用gpu的处理方式

  4. 对于各种应用特效的实现方案,通常是,像素判断,整体像素判断处理,mask辅助图,各种图像处理学算法,颜色空间转换等

  5. 滤镜处理图像的方式和思想在移动平台上有很多应用,比如图片滤镜,美颜美妆相机,动态贴纸, 视频特效等

相机数据的处理方式

  1. YUV 不转换,直接由OpenGL绘制,采用Shader实现图像处理(因处理算法和渲染图片大部分
    采用RGB格式,此方案暂不考虑,仅提出可能性)

  2. 通过C/C++实现YUV->RGB和图像处理,合成Bitmap,由CPU绘制在Canvas上

  3. 通过C/C++实现YUV->RGB和图像处理,在NDK层直接绘制在SurfaceView上

  4. 通过C/C++实现YUV->RGB,采用Shader实现图像处理,采用OpenGL绘制(android-gpuimage)

  5. 通过Shader实现YUV->RGB和图像处理,采用OpenGL绘制

应用

  1. 图片:对于一个图片,我们可以根据所需效果,依据上述方法进行各种处理

  2. 视频:视频处理依据视频的来源,
    第一种是通过相机获取视频数据,通常是YUV格式,然后逐帧对其处理;
    第二种是,通过一张或多张素材图片,来进行滤镜处理,如转场,动画,幻灯片类似的处理,然后生成视频;
    第三种是,用户输入的源视频,通过MediaDecoder或者FFmpeg来获取视频帧处理
    注意:视频对帧率要求较高,不能出现卡顿

  1. 相机滤镜:YUV视频数逐帧处理
  1. 美颜美妆:
    对于单张静态图片,通过人脸识别,进行区域判断,进行美妆,上色等
    对于相机:通过对YUV视频数逐帧进行人脸识别,然后处理

  2. 人脸动态贴纸:和美颜美妆处理方式相同

  1. ........其它应用

关于人脸识别方案

  • 自己也能实现简单的人脸识别,但精度和速度,对于生产环境很苛刻,通常是购买三方服务。好在这些三方服务,目前有免费测试用,不过发布到应用市场,或其他商业应用,就需要购买服务了。 这些识别服务,以sdk的方式集成到apk包中,按时或者按次收费

后续

  • 自己目前从事这方面的图像处理,希望通过此种方式,来进行这段时间的总结和系统化学习相关知识
  • 以后会对以上各种思想方法和应用进行实现
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