Android Camera系列3 - Image中获得YUV数
Android Camera入门
Android Camera系列1 - Camera2在textureView预览
Android Camera系列2 - ImageReader获得预览数据
Android Camera系列3 - Image中获得YUV数据及YUV格式理解
Android Camera系列4 - libyuv的编译和使用
接上篇，Android Camera系列2 - ImageReader获得预览数据
本篇说一下YUV的格式以及如何从Image中得到真正的YUV数据。
YUV的格式网上有很多了，这里就不从YUV的具体格式展开了。这里只分享Camera2设置YUV_420_888时返回的数据格式。
如果了解YUV格式，我们知道其实YUV_420_888可以包含很多格式，比如YUV420P(I420=YU12 YV12)和YUV420SP(NV12,NV21)都可以叫做YUV_420_888。
我们知道camera2格式设置为YUV_420_888时ImageReader会得到三个Plane，分别对应y,u,v，每个Plane都有自己的规格，介绍两个Plane重要的参数：
- getRowStride
getRowStride是每一行数据相隔的间隔。
getRowStride并不一定等于camera预览的宽度，厂商实现不同，我手头两台手机，华为P20两者相等，小米8则不相等。
比如说width=8，但getRowStride可能是10
Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8 0 0
U1V1U2V2U3V3U4V4 0 0
所以获取对应数据就不一样，需要根据RowStride获取对应数据，而不是直接数组拷贝，下面例子详细讲解它的作用。 - getPixelStride
表示相邻的相同YUV数据间隔的距离。
Y分量应该都是1，表示Y都是紧密挨着的
UV分量可能是1，也可能是2
1、 UV分量是1：表示UV跟Y一样，两个U之间没有间隔，也就是YU12(也叫I420：YYYYYYYYUUVV)或者YV12(YYYYYYYYVVUU)
2、UV分量是2：表示每两个UV之间间隔一个，也就是NV12(YYYYYYYYUVUV)或者NV21(YYYYYYYYVUVU)
当我们取数据的时候需要注意要跟上面的getRowStride结合使用，因为并不是所有的block都是挨着的。
我们做个试验来验证我们的想法，测试手机为小米8，支持的预览高度最小为176/144。
| ~ | Y | U | V |
|---|---|---|---|
| rowStride | 192 | 192 | 192 |
| PixelStride | 1 | 2 | 2 |
| remaining size | 27632 | 13807 | 13807 |
| 如何计算size | 192*143+176 | 192*71+176-1 | 192*71+176-1 |
Y分量 <-> planes[0]
我们使用planes[0].getBuffer().remaining()方法查看当前的Y的size
把Y Plane返回的数据存成文件，使用010Editor打开文件查看，Camera设置的预览宽高为176/144，而getRowStride返回值为192，也就是说，它使用了192个字节来存储176个有用的data，有16个字节是无用的。
如下图所示：
我们可以清楚的看到，每两个块之间有16个byte都是0，印证了我们的想法。也就是说每
rowStride (192)个byte中，前width (176)个是实际数据，余下的rowStride-width (16)个为无用数据。所以我画了一幅图，大致如下所示，有颜色的表示有用的数据，白色表示无用数据：
分布
如果注意到的话上面例子中Y的数量是27632 = 192*143+176，所以说最后一行没有最后的16个无用字节。
UV分量 <-> planes[1] planes[2]
先看下这俩的二进制文件的区别：
u-v
我现在并不知道为什么u分量只是跟v分量偏移了一个字节，其他都一样。有哪位了解的，麻烦评论告诉我一下~~~
我们拿v分量来看176/144的size的情况下，它的size是13807；
类似Y分量，也就是13807 = 192*71+176-1，除了最后减去了一个byte，原理跟Y一致，只不过是Y的一半，Y有144个，UV分别有144/2个，所以是rowStride * (height / 2 - 1) + width，至于为什么减一，现阶段我还是不知道，先记住。
从Image获取YUV代码如下：
private ImageReader.OnImageAvailableListener mOnImageAvailableListener = new ImageReader.OnImageAvailableListener() {
@Override
public void onImageAvailable(ImageReader reader) {
Image image = reader.acquireLatestImage();
if (image == null) {
return;
}
try {
int w = image.getWidth(), h = image.getHeight();
// size是宽乘高的1.5倍 可以通过ImageFormat.getBitsPerPixel(ImageFormat.YUV_420_888)得到
int i420Size = w * h * 3 / 2;
Image.Plane[] planes = image.getPlanes();
//remaining0 = rowStride*(h-1)+w => 27632= 192*143+176 Y分量byte数组的size
int remaining0 = planes[0].getBuffer().remaining();
int remaining1 = planes[1].getBuffer().remaining();
//remaining2 = rowStride*(h/2-1)+w-1 => 13807= 192*71+176-1 V分量byte数组的size
int remaining2 = planes[2].getBuffer().remaining();
//获取pixelStride，可能跟width相等，可能不相等
int pixelStride = planes[2].getPixelStride();
int rowOffest = planes[2].getRowStride();
byte[] nv21 = new byte[i420Size];
//分别准备三个数组接收YUV分量。
byte[] yRawSrcBytes = new byte[remaining0];
byte[] uRawSrcBytes = new byte[remaining1];
byte[] vRawSrcBytes = new byte[remaining2];
planes[0].getBuffer().get(yRawSrcBytes);
planes[1].getBuffer().get(uRawSrcBytes);
planes[2].getBuffer().get(vRawSrcBytes);
if (pixelStride == width) {
//两者相等，说明每个YUV块紧密相连，可以直接拷贝
System.arraycopy(yRawSrcBytes, 0, nv21, 0, rowOffest * h);
System.arraycopy(vRawSrcBytes, 0, nv21, rowOffest * h, rowOffest * h / 2 - 1);
} else {
//根据每个分量的size先生成byte数组
byte[] ySrcBytes = new byte[w * h];
byte[] uSrcBytes = new byte[w * h / 2 - 1];
byte[] vSrcBytes = new byte[w * h / 2 - 1];
for (int row = 0; row < h; row++) {
//源数组每隔 rowOffest 个bytes 拷贝 w 个bytes到目标数组
System.arraycopy(yRawSrcBytes, rowOffest * row, ySrcBytes, w * row, w);
//y执行两次，uv执行一次
if (row % 2 == 0) {
//最后一行需要减一
if (row == h - 2) {
System.arraycopy(vRawSrcBytes, rowOffest * row / 2, vSrcBytes, w * row / 2, w - 1);
} else {
System.arraycopy(vRawSrcBytes, rowOffest * row / 2, vSrcBytes, w * row / 2, w);
}
}
}
//yuv拷贝到一个数组里面
System.arraycopy(ySrcBytes, 0, nv21, 0, w * h);
System.arraycopy(vSrcBytes, 0, nv21, w * h, w * h / 2 - 1);
}
//这里使用了YuvImage，接收NV21的数据，得到一个Bitmap
Bitmap bitmap = BitmapUtil.getBitmapImageFromYUV(nv21, width, height);
if (mOnGetBitmapInterface != null) {
mOnGetBitmapInterface.getABitmap(bitmap);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
LogUtil.d(e.toString());
}
image.close();
}
};
//BitmapUtil.java
public static Bitmap getBitmapImageFromYUV(byte[] data, int width, int height) {
YuvImage yuvimage = new YuvImage(data, ImageFormat.NV21, width, height, null);
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
yuvimage.compressToJpeg(new Rect(0, 0, width, height), 80, baos);
byte[] jdata = baos.toByteArray();
BitmapFactory.Options bitmapFatoryOptions = new BitmapFactory.Options();
bitmapFatoryOptions.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeByteArray(jdata, 0, jdata.length, bitmapFatoryOptions);
return bmp;
}
这些代码已经上传到github -> 此代码的github传送门
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