[Android相机]通过手机摄像头识别环境亮度

时光总嘲笑我的痴心妄想 提交于 2019-12-04 19:17:56

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本篇文章即为通过一系列的方法获得当前摄像头所处环境的亮度,最相近的就是微信的扫一扫提示“轻触照亮”打开手电筒的功能,首先我们看一个方法setPreviewFormat方法,在注释中我们可以清楚的看到默认使用NV21格式,

/**
         * Sets the image format for preview pictures.
         * <p>If this is never called, the default format will be
         * {@link android.graphics.ImageFormat#NV21}, which
         * uses the NV21 encoding format.</p>
         *
         * 此处省略部分内容
         *
         * @param pixel_format the desired preview picture format, defined by
         *   one of the {@link android.graphics.ImageFormat} constants.  (E.g.,
         *   <var>ImageFormat.NV21</var> (default), or
         *   <var>ImageFormat.YV12</var>)
         *
         * @see android.graphics.ImageFormat
         * @see android.hardware.Camera.Parameters#getSupportedPreviewFormats
         */
        public void setPreviewFormat(int pixel_format) {
            String s = cameraFormatForPixelFormat(pixel_format);
            if (s == null) {
                throw new IllegalArgumentException(
                        "Invalid pixel_format=" + pixel_format);
            }

            set(KEY_PREVIEW_FORMAT, s);
        }

NV21是什么格式呢?NV21是YUV格式的一种,YUV主要用于优化彩色视频信号的传输,使其向后相容老式黑白电视。与RGB视频信号传输相比,它最大的优点在于只需占用极少的频宽(RGB要求三个独立的视频信号同时传输)。其中“Y”表示明亮度(Luminance或Luma),也就是灰阶值;而“U”和“V” 表示的则是色度(Chrominance或Chroma),作用是描述影像色彩及饱和度,用于指定像素的颜色。其中转换公式为(RGB取值范围均为0-255)︰

    

其实他们的转化矩阵是

    

那NV21的具体编码格式是什么样呢,NV21格式就是YUV420SP格式,


NV21的存储格式是YYYYYYYY VUVU

而 NV12存储格式是 YYYYYYYY UVUV,

下图为I420格式: YYYYYYYY UU VV

同过上图我们得知,如果拿到亮度即为拿到Y值即可,而Y值是数组中前N个(N为图像宽乘以高得到的像素点总数)。

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我们先看下摄像头识别的代码通过调用setPreviewCallback方法,在回调的方法中获得NV21格式的byte数组,这个数组即为上述格式,通过对NV21的data数组进行亮度数值采集获得图片的总亮度,然后除当前采集的像素点个数即为当前图片的平均值。下面看具体实现:

    //上次记录的时间戳
    long lastRecordTime = System.currentTimeMillis();

    //上次记录的索引
    int darkIndex = 0;
    //一个历史记录的数组,255是代表亮度最大值
    long[] darkList = new long[]{255, 255, 255, 255};
    //扫描间隔
    int waitScanTime = 300;

    //亮度低的阀值
    int darkValue = 60;
    private void setPreviewLight() {
        //不需要的时候直接清空
//        if(noNeed){
//            camera.setPreviewCallback(null);
//            return;
//        }
        camera.setPreviewCallback(new Camera.PreviewCallback() {
            @Override
            public void onPreviewFrame(byte[] data, Camera camera) {
                long currentTime = System.currentTimeMillis();
                if (currentTime - lastRecordTime < waitScanTime) {
                    return;
                }
                lastRecordTime = currentTime;

                int width = camera.getParameters().getPreviewSize().width;
                int height = camera.getParameters().getPreviewSize().height;
                //像素点的总亮度
                long pixelLightCount = 0L;
                //像素点的总数
                long pixeCount = width * height;
                //采集步长,因为没有必要每个像素点都采集,可以跨一段采集一个,减少计算负担,必须大于等于1。
                int step = 10;
                //data.length - allCount * 1.5f的目的是判断图像格式是不是YUV420格式,只有是这种格式才相等
                //因为int整形与float浮点直接比较会出问题,所以这么比
                if (Math.abs(data.length - pixeCount * 1.5f) < 0.00001f) {
                    for (int i = 0; i < pixeCount; i += step) {
                        //如果直接加是不行的,因为data[i]记录的是色值并不是数值,byte的范围是+127到—128,
                        // 而亮度FFFFFF是11111111是-127,所以这里需要先转为无符号unsigned long参考Byte.toUnsignedLong()
                        pixelLightCount += ((long) data[i]) & 0xffL;
                    }
                    //平均亮度
                    long cameraLight = pixelLightCount / (pixeCount / step);
                    //更新历史记录
                    int lightSize = darkList.length;
                    darkList[darkIndex = darkIndex % lightSize] = cameraLight;
                    darkIndex++;
                    boolean isDarkEnv = true;
                    //判断在时间范围waitScanTime * lightSize内是不是亮度过暗
                    for (int i = 0; i < lightSize; i++) {
                        if (darkList[i] > darkValue) {
                            isDarkEnv = false;
                        }
                    }
                    Log.e(TAG, "摄像头环境亮度为 : " + cameraLight);
                    if (!isFinishing()) {
                        //亮度过暗就提醒
                        if (isDarkEnv) {
                            lightTV.setVisibility(View.VISIBLE);
                        } else {
                            lightTV.setVisibility(View.GONE);
                        }
                    }
                }
            }
        });
    }

实现效果我们可以看到


代码的git地址为:https://github.com/bluewindtalker/camerademo


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