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Android Camera HAL3中拍照Capture模式下多模块间的交互与帧Result与帧数据回调

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Android Camera HAL3中拍照Capture模式下多模块间的交互与帧Result与帧数据回调

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Software:系统源码Android5.1

前沿:

之前的两篇博文算是比较详细的记录了整个Camera3 HAL3架构下完全不同于HAL1的preview预览处理过程,包括主要涉及到的控制流和视频流等。比较详细的阐述了Camera2Client下streamProcessor、CallbackProcessor、CaptureSequencer等模块在Camera3架构下的功能。分析得出每个模块下均会在Camera3Device下以一个Stream的形式存在,而每个stream又是由多个buffer来构成主体的。与HAL3进行数据的交互时,以Request和result来作为数据传输的载体。在这些基础上本文将描述具体拍照Capture模式下的数据流和控制流,主要会涉及到jpegprocessor、CaptureSequencer这几个模块的工作原理。鉴于Capture模式下的数据流更复杂,在这里重点会分析数据流result回传时,每个模块的响应以及处理过程,填补前一博文的空白。

1. HAL3中Camera2Client下的take picture的入口函数

作为标准的capture picture功能的入口,主要完成了以下两件事情:updateProcessorStream(mJpegProcessor, l.mParameters); mCaptureSequencer->startCapture(msgType)

对于JpegProcessor模块而言,他的stream流第一次是在preview阶段进行了create与初始化,这里之所以再次调用JpegProcessor::updateStream目的是参考原先JpegProcessor stream的width与height是否变化即是否照片要求的分辨率发生了变化,如果是的话就需要delete原先的stream,重新建立一个stream。

在JpegProcessor中重点关注CpuConsumer与Surface的生产者与消费者处理模式,官方称之为Create CPU buffer queue endpoint。

2. CaptureSequencer模块

CaptureSequencer模块是take picture下操作的重点,在Camera2Client中进行了创建,首先来看CaptureSequencer线程的threadLoop函数:

[cpp]view plaincopy

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CaptureSequencer是一个以不同的state状态机来循环工作的模块, currentState = (this->*kStateManagers[currentState])(client)函数是执行对应状态机下的执行函数,其中的state值如下:

[cpp]view plaincopy

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我们以一个standard capture的操作模式,来分析一次完成的take picture的过程。初始化的 mCaptureState(IDLE),进入的函数入口为manageIdle:[cpp]view plaincopy

函数主要在轮训mStartCapture的值,这个值是由CameraService端的拍照触发线程来启动的,代码如下:

[cpp]view plaincopy

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对比CaptureSequencer Threadloop线程中,在阻塞式的等待mStartCapture = true,并在修改完mStartCapture 后向Threadloop发出signal。Threadloop线程被唤醒后,执行返回一个新的状态机mCaptureState = START:

2.1 START状态机

主要调用了updateCaptureRequest(l.mParameters, client)函数:

[cpp]view plaincopy

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该函数和preview模式下的updatePreviewRequest很类似,这里首先检查mCaptureRequest是否是一个空的CameraMetadata,如果为空则由createDefaultRequest来请求HAL3来创建一个Request,其中相应的类型为CAMERA2_TEMPLATE_STILL_CAPTURE。随后分别是使用当前模式下的配置参数来更新CameraMetadata mCaptureRequest中不同tag的参数值,便于传递给HAL3,这个过程是类似与以前Camera1中直接的setParamters操作string的过程。

2.2 STANDARD_START状态manageStandardCapture

该状态是启动整个take picture的重点所在:

[cpp]view plaincopy

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整个函数的处理可以分为以下几个小点:

a:Vector outputStreams;

outputStreams.push(client->getPreviewStreamId());//preview Stream

outputStreams.push(client->getCaptureStreamId());//capture jpeg Stream outputStreams.push(client->getCallbackStreamId());//capture callback

通过以上的操作,可以很清楚是看到,这里集合了take picture所需要使用到的stream流,对应的模块分别是:

streamProcessor、jpegProcessor、CallbackProcessor。

这个过程和Preview模式下是类似的,收集当前Camera2Client下的所有stream,并以stream的ID号作为区别。

b: 将当前操作所有的stream信息全部加入到

CameraMetadata mCaptureRequest

res = mCaptureRequest.update(ANDROID_REQUEST_OUTPUT_STREAMS, outputStreams);

if (res == OK) {

res = mCaptureRequest.update(ANDROID_REQUEST_ID,

&mCaptureId, 1);//当前request对应的ID

}

ANDROID_REQUEST_ID这项值表明,当前只存在3种Request类型:[cpp]view plaincopy

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c. 对于STILL_CAPTURE类型的picture

client->stopStream(),实现的本质是res = device->clearStreamingRequest(),mRequestThread->clearRepeatingRequests(lastFrameNumber);

该函数是将之前Preview模式下的建立的captureRequest作delete处理,之前在预览模式下是将最终生产的capturelist加入到了一个mRepeatingRequests当中,这里通过clear使之为empty,即不会再发送Request和HAL3进行数据的交互。

d.Camera3Device capture函数

首先关注capture函数传入的参数为captureCopy,即

CameraMetadata mCaptureRequest的一个copy值。

[cpp]view plaincopy

[cpp]view plaincopy

capture函数由Camera3Device来响应处理,其传入的mCaptureRequest转变为一个list,再交由submitRequestsHelper来处理,对比之前Preview下的处理方式,其startstream入口为setStreamingRequest->setStreamingRequestList-

>submitRequestsHelper。

这也表明了最终CameraMetadata类型的Request都是由submitRequestsHelper 来完成的,所以convertMetadataListToRequestListLocked这个将CameraMetadata转换为List > RequestList的处理过程对

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两者来说都是一致的。但在后续处理时,对picture模式下的Request,其不再是repeating的处理,mRequestThread->queueRequestList():

[cpp]view plaincopy

这里直接是将CaptureRequest加入到RequestQueue这个队列之中,区别于Preview模式是将captureRequest加入到一个mRepeatingRequests,重复的将其中的captureRequest加入到RequestQueue。

最简单的理解是picture模式下是拍去几帧的数据流即可,Preview模式下是实时的获取帧,前者是几次one snop,后者是连续continuous。

到这里为止,可以说CaptureSequence已经完成了START状态机的处理。

e. 从START到STANDARD_CAPTURE_WAIT

该状态下对应的状态机处理函数为manageStandardCaptureWait:

[cpp]view plaincopy

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具体分析该函数可以知道其处于两次wait休眠状态,主要响应两个条件等待信号mNewFrameSignal与mNewCaptureSignal,两者者的等待周期为100ms。只有当mNewFrameReceived && mNewCaptureReceived同事满足条件时,才算是Capture到一帧picture。

f . Done State状态

这里先假设已经完成了wait这个状态,就会进入Done状态的执行函数manageDone(),最重要的部分如下:

[cpp]view plaincopy

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他将采集到的一帧jpeg 压缩格式的图像,回传到APP 层,便于后期写入到文件等。在以往Camera HAL1.0中这部分的数据回传玩玩都是由HAL 层来完成的,这也给编码带来复杂度以及效率低下等问题。Google 在Camera3.0中很好的封装了dataCallback 以及notifyCallback 的回调处理,将其转到Camera2Client 下不同模块来做响应回调。

其中mCaptureBuffer 是回传回来的真实的jpeg 格式的图像数据,其本质是从stream 中提取的一个buffer 然后被copy 到一个heap 中,等待APP Callback 完成后,就会释放。

完成了Done 状态后,CaptureSequence 又会再次进入到IDLE 模式,等待下一次的take picture 的处理。

3 picture 模式下Camera3Device 处理Request 与result

对于picture 模式下的Request 处理,可以参考Preview 模式下的

RequestThread::threadLoop 下的处理过程。这里主要分析result 的响应过程: 在前面已经提到CaptureSequence 需要wait 两个signal ,一般都是有其他模块来触发回调这个signal ,我们先来定位这两个signal

发出的位置:

[cpp] view plaincopy

那么这两个on回调函数是怎么触发的呢?下面来作具体的分析:

3.1.明确picture模式下,一次处理需要的stream数目

需要明确的是一次take picture需要的stream分别有JpegProcessor、CallbackProcessor、StreamingProcessor三种,第一个主要接收的是jpeg格式的帧图像,第二个主要接收的是一帧的preview模式下回调到APP的视频帧,而最后一个是直接获取一帧视频图像后直接进行显示用的视频帧。

3.2.帧数据回调响应的由来processCaptureResult函数:

无论是哪一个模块,数据回调响应最初的入口是HAL3的

process_capture_result函数即processCaptureResult()函数,该函数的处理之所以复杂是因为HAL3.0中允许一次result回来的数据可以是不完整的,其中以3A 相关的cameraMetadata的数据为主,这里需要说明每一帧的result回来时camera3_capture_result都是含有一个camera_metadata_t的,包含着一帧图像的各种信息tag字段,其中以3A信息为主。在processCaptureResult函数中由三个核心函数:

processPartial3AResult():处理回传回来的部分cameraMetadata result数据;returnOutputBuffers():返回这次result中各个stream对应的buffer数据;sendCaptureResult():处理的是一次完整的cameraMetadata result数据;

3.3. FrameProcessor模块的帧Result响应,以3A回调处理为主processPartial3AResult()函数与sendCaptureResult()函数都是将3A的result结果发送给FrameProcessor去作处理的,因为无论是Request还是result都是必然带有一个类似stream的cameraMetadata的,所以在这个模块有别于其他模块,故不需要单独的stream流来交互数据的。

[cpp]view plaincopy

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processPartial3AResult是将当前帧收集到的partialResult进行处理,需要明确的是partialResult是指定帧framenum下返回的result最新组成的result:

其内部需要确保目前收集到的result需要至少含有如下的tag的值,才算一次3A 数据可True:

[cpp]view plaincopy

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只有这样才满足构建一个CaptureResult minResult的要求,上述过程表明对已有的Result需要AE、AF、AWB同时OK时才会构建一个CaptureResult。

接着对比着来看sendCaptureResult:

[cpp]view plaincopy

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该函数的主要工作是创建一个CaptureResult,可以看到对于之前帧回传回来的部分result,需要在这里进行组合成一帧完整的result。collectedPartialResult指的是当一次Request下发时,回传的result可能是分几次返回的,比如第一次的result只含有部分的信息,在第二次返回如果result已经被标记为完全上传回到Threadloop中,那么这里就需要对前几次的result进行组合,而前几次的result 都是保存在当前帧的Request的,整个Request以唯一的一个framenumber作为索引,确保返回的result组合后是对应的同一个Request。

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个人理解这个partialResult的处理机制是每次返回的Result并不一定包含了当前frameNumber帧号所需要的tag信息,而且这个每次回传的mNumPartialResults 值是由HAL3.0层来决定的。在每次一的Result中,会收集

其中 isPartialResult = (result->partial_result < mNumPartialResults)决定了当前的Result是否还是一个处于partial Result的模式,是的话每次都进行collectResult,此外对于此模式下会收集3A的tag信息,调用

processPartial3AResult来处理3A的值,而这个过程也是单列的处理。而一旦当前的Result返回处于非partial模式时,直接提取之前collect的Result并和当前的Result共同组成一个新的Capture Result。生成的CaptureResult会加入到mResultQueue队列。

至此分析完了HAL3返回的Captrue Result的处理过程,最终mResultSignal.signal()唤醒相应的等待线程,而这个过程就是由FrameProcessor 模块来响应的。

FrameProcessorBase是一个FrameProcessor的基类,会启动一个Threadloop:

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调用camera3device的waitForNextFrame,等待周期为10ms.

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基于Android的视频通话系统的设计与实现毕业设计论文

东北大学毕业设计(论文)摘要基于Android的视频通话系统的设计与实现 摘要 近年来,智能手机操作系统发展迅速,尤其是Android系统的迅猛发展已经将全球智能手机市场引领到了非常火爆的状态。随着手机社交网络、手机多媒体通信和手机游戏等应用程序不断被开发出来,各种基于智能手机操作系统的应用程序正在逐渐影响和改变人们的生活方式。实时视频流技术在可视电话、远程教育、视频点播等方面得到了广泛的应用。 本文设计并实现的基于Android的视频通话系统采用C/S架构,包括PC和手机两个客户端。手机端使用Android2.3操作系统。本系统共包含四个子系统:PC端接收子系统、发送子系统,Android端接收子系统、发送子系统。接收子系统实现数据接收、转码和呈现,发送子系统现实数据采集、编码压缩和数据发送。PC端基于JMF框架来实现,Android端使用Android Camera类及其相关类来实现。本文对国内外视频通话的研究情况以及今后的发展前景,对实现视频通话所涉及到的协议和相关技术进行了分析,在此基础上提出了一种可行的网络视频通话设计方案,并通过需求分析、详细设计、编码实现、单元测试以及集成测试等过程完成了本系统的设计与实现。 本系统实现了跨平台视频通话,使PC与Android之间的视频通话成为了可能,可以起到丰富人们日常生活交流和娱乐方式的作用。 关键词:Android,视频通话,JMF,PC,RTP/RTCP

Design and Implementation of an Android-Based Video Calling System Abstract In recent years, the rapid development of smart phone operating system, especially Android system, has led the global smart phone market into explosion state. With some application such as mobile social networking, mobile media communications and mobile games being continually developed, a variety of application on smart phone operation systems are increasingly affecting and changing people’s lifestyles. The real-time video streams technology is used widely in such aspects as videophone, distance education and video on demand. The system based on android uses c/s architecture. It includes two clients. One is on the Windows system, the other one is on the Android 2.3 system. There are four subsystems. Each of clients has a send subsystem and a receiver subsystem. The main function of the receiver subsystem is to receiver data from internet and decodes that data. After that, it will display that data as soon as possible. The main function of the send subsystem is to collect data from camera and then encodes the data. After that, the data will be sanded to the Internet. On the PC client, we use the JMF framework. One the Android client, we use Android API. This paper firstly introduces the research condition of the video call and development tendency. It analysis some technologies about the video calling system and comes up with a feasible plan. It introduces the video calling system about requirement analysis, detailed design, realize and testing. This system achieves the cross-platform video calling. It becomes possible to make video calling between PC and Android and will enrich the people’s communication and entertainment in their daily lives. Key words: Android, video call, JMF, PC, RTP/RTCP

android消除Preference黑色背景

话不多说,直接切入正题 一、Android中消除preference拖拉时黑色背景方法: 首先建立一个preference_list.xml 代码如下: 注释:android:divider="@drawable/divider" android:cacheColorHint="#00000000" 重点是这两句话:第一句是设置preferece之间的分割线; 第二句就是消除preference拖拽时产生的黑色背景啦!(“#00000000”就是将其设为透明,你也可以把它设为其他颜色) 二、代码中调用方法: 随便写个PreActivity.java import android.content.Context; import android.preference.PreferenceActivity; import android.preference.PreferenceScreen; public class PreActivity extends PreferenceActivity { @Override

软件系统测试报告模板

[项目名称] 系统测试报告 1测试内容及方法 1.1测试内容 本次测试严格按照《软件系统测试计划》进行,包括单元测试、集成测试、系统测试、用户接受度测试等内容。 1.2测试方法 正确性测试策略、健壮性测试策略、接口测试策略、错误处理测试策略、安全性测试策略、界面测试策略 1.3测试工作环境 1.3.1硬件环境 服务端 数据服务器: 处理器:Inter(R) Xeon(R) CPU E5410 @2.33GHz X 2 操作系统:Windows Server 2003 Enterprise Edition SP2 内存空间:8G 硬盘空间:500G X 2 , RAIDO 应用服务器: 处理器:Inter(R) Xeon(R) CPU E5410 @2.33GHz X 2 操作系统:Windows Server 2003 Enterprise Edition SP2 内存空间:8G 硬盘空间:500G X 2 , RAID0 客户端 处理器:Inter(R) Core ? 2 Quad CPU Q6600 @2.4GHz 操作系统:Windows Server 2003 R2 Enterprise Edition SP2

内存空间:2G 硬盘空间:200G 1.3.2软件环境 操作系统:Windows Server 2003 R2 Enterprise Edition SP2 客户端浏览器:In ternet Explorer 6.0/7.0 GIS 软件:ArcGIS Server 9.3 WEB 服务:IIS6.0 2缺陷及处理约定 2.1缺陷及其处理 2.1.1缺陷严重级别分类

录制视频课程技巧

录制视频课程技巧 录制视频课程技巧,如今知识付费已成为逐渐成为主流,一个老师可以录制一些课程,传到线上课堂供成千上万的学生观看学习。可是录制课程并不是一个简单的事情。这涉及前期的策划、拍摄时候的机位摆放,收声问题、还有后期的剪辑制作等各种复杂环节。朝上人影视就业内老师经常遇到的情况分享培训录制课程的一些准备工作和技巧。 1-前期准备工作 录制视频课程之前,你必须明确自己拍摄的主题是什么!围绕这个主题我们先把课件准备好,这就是我们制作课程的指导大纲,也是拍摄大纲。确定好主题后,我们就要选择场地、拍摄设备、现场布置。 录制视频场地的选择:录制场地的选择首先要考虑环境的

光线和噪杂程度。这两个是场地选择的关键,光线尽量明亮,不行的话后面我们可以选择灯光照明。而环境的声音,必须是安静的,不然后期剪辑制作的时候会影响整个片子质量,声音这个环节是前期准备挺重要环节,因为大部分声音后期基本要拯救就很难了。 拍摄设备选择:这里我列举一些性价比高的设备,仅供参考。 这些设备价格是比较高的,如果平常不常用的话可以跟影视公司租赁。如果学校经常使用那就购买。 2-拍摄环节注意 录制视频拍摄环节注意的事情,其实主要的就是机器的设置、机位的摆放和灯光布置,还有场景的布置、服饰的搭配。 机器的设置,主要就是根据要求来设置拍摄的参数,现在大多数设置都会设置成高清拍摄,就是1920 X 1080,

16:9的比例,帧数率25,逐行扫描就行了。 机位的摆放,如果是单机位那就直接对准主讲老师,如果两个机位,那就一个大全,一个特写。可以适当拍摄一些环境的空镜头,或者有学生可以拍摄学生。 收音方面就是把无线小蜜蜂插入机器的收声接口,然后另外一个移动收声直接挂在主讲老师身上,能够隐藏起来更好。如果没有小蜜蜂收声,那就直接机器内置收声,效果可能没有小蜜蜂收声好。我们朝上影视这边录制时候用小蜜蜂情况很多,这个收声设备还是性价比挺高的。 灯光布置的话,如果不是专业灯光出身,这个确实比较难处理。朝上影视灯光老师教你一个小技巧,就是我们业内俗称“3点布光” 第一点光线,称为主光,它规定了方向、角度、与范围,规定了照明光轴与照射角。起着主要造型和确定光影格调的作用。第二点光线,称为副光(又称辅助光)它起着辅助主光未照眀的区域并通过副光来调整光比,柔化主光形成的阴影。第三点光线,称为逆光(又称轮廓光)前两度光完成后,需要把物体与环境隔开,产生一种深度与层次。 服饰和场景的话,服饰尽量简洁,不要穿条纹状的服装,因为拍摄设备对条纹密集的服饰,会产生一种眩晕效果。 3-后期制作环节问题

基于Android的视频播放器的设计与实现

基于Android的视频播放器的设计与实现

基于Android的视频播放器的设计与实现 中文摘要 如今,随着基于Android操作系统的智能手机的广泛应用,视频播放器已成为智能手机的一个必不可少的程序,广大用户迫切需要一个贴近用户、方便用户、个性化的视频播放器。因此,设计一个基于android手机的多功能播放器,具有重要的实际意义。 本次毕业设计主要使用JDK + Eclipse + Android-SDK-Windows工具进行开发,使用的编程语言是Java语言。该程序主要由4个不同Activity来实现,每个Activity实现相应的功能模块,能够有效满足Android手机用户在视频播放中的常见需求。 本论文详细介绍了播放器程序的设计思路、设计方案、系统结构和项目工程结构,对系统的可行性与需求性进行了详细的分析,阐述了系统各个模块功能的设计与实现。对程序主要的Activity都进行了详细的介绍和分析,包括对其使用的布局文件的具体介绍,以及各个控件的作用。在最后进行了程序测试,对每一个实现的模块功能都做了测试,并且记录了大量截图用来展示测试结果,以观察程序应有的功能是否正常运行,以及发现程序中可能存在的问题。所开发的程序界面比较友好,操作相对容易,达到设计要求。 关键词:安卓;视频播放;Activity;Mediaplayer

The Design and Implementation of Video Player Based on Android ABSTRACT Now, with the wide application of smart phone based on the Android operating system, video player has become the essential application of smart phone. Most of consumers urgently require a personalized video player which is close to user and facilitate user. Therefore, the design of a multifunctional player based on android mobile phones has an important practical significance. The project design is developed by using JDK, Eclipse, and Android-SDK-Windows tools. The programming language is Java. The program consists of four different Activities and each Activity achieves the corresponding functional modules which can effectively satisfy the common requirements for playing video on Android mobile phones. This paper introduced the design ideas, design scheme, system architecture and project engineering structures of video player. The feasibility and requirements of system were analyzed in detail. The system function and each module were explained. The main Activity of the program are described and analyzed in detail including the using layout file, as well as the role of each control. Finally, I made the test for the program including the functions of each implemented modules. In order to observe whether the program should function properly and find the problems that may exist in the program, many screenshots were saved to demonstrate the test results. The developed program has a friendly interface and can be operated relatively easy, which has achieved the design requirement. KEY WORDS: Android; Video Play; Activity; Mediaplayer

Android 标题栏添加控件及Button控件背景颜色的设置

Android 标题栏添加控件及Button控件背景颜色的设置 一、Android中标题栏添加按 现在很多的Android程序都在标题栏上都显示了一些按钮和标题,如下图: 下面通过实例来看一下如何实现。 1、在layout下创建一个titlebtn.xml文件,内容如下:

中文Android开发视频教学下载地址

中文名: 中文Android开发视频教学 资源格式: MP4 主讲人: mars 版本: https://www.doczj.com/doc/4e17930282.html,/已经更新到18集 简介: 内容介绍: 本系列视频主要介绍的是Android平台的软件开发,每集大约半个小时左右,MP4格式,分辨率为1024 x 768,希望大家能够喜欢。

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