筆者今年做了一個和人臉有關的android產品,主要是獲取攝像頭返回的預覽數據流,判斷該數據流是否包含了人臉,有人臉時顯示攝像頭預覽框,無人臉時攝像頭預覽框隱藏,看上去這個功能並不複雜,其實在開發過程中,遇到的問題也不多,全部都處理了,在正式推出前,這個產品在公司內部也測試了幾個月,也沒發現bug, ...
筆者今年做了一個和人臉有關的android產品,主要是獲取攝像頭返回的預覽數據流,判斷該數據流是否包含了人臉,有人臉時顯示攝像頭預覽框,無人臉時攝像頭預覽框隱藏,看上去這個功能並不複雜,其實在開發過程中,遇到的問題也不多,全部都處理了,在正式推出前,這個產品在公司內部也測試了幾個月,也沒發現bug,但最近實施人員,在客戶公司做實施時,反饋回來各種問題,這些問題有部分是程式bug,也有一部分是和硬體有關,因為測試環境有限,筆者無法對各種型號,各個廠家的硬體進行測試,這篇文章主要是記錄,攝像頭給我們帶來的一些坑,分享給涉及到人臉開發的朋友,讓大家少走彎路。
一:概述
android有原生的api做人臉檢測,通過android.media.FaceDetector來檢測bitmap是否包含人臉,android.media.FaceDetector.Face來檢測人臉位置信息,我們需要在activity中實現Carema.PreviewCallBack介面,該介面有一個onPreviewFrame方法,這個方法返回攝像頭實時圖像的數據流,由於這個方法返回的數據流時nv21格式,我們需要轉換bitmap才能進行人臉檢測,轉換過程如下:byte[] --> YuvImage --> ByteArrayOutputStream --> byte[] --> bitmap ,具體轉換的代碼如下:
Camera.Size size = mtCamera.getParameters().getPreviewSize(); YuvImage yuvImage = new YuvImage(mData, ImageFormat.NV21, size.width, size.height, null); yuvImage.compressToJpeg(new Rect(0, 0, size.width, size.height), 100, mBitmapOutput); options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565; bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(mBitmapOutput.toByteArray(), 0, mBitmapOutput.toByteArray().length, options); mBitmapOutput.reset(); bitmap = Bitmap.createBitmap(bitmap, 0, 0, bitmap.getWidth(), bitmap.getHeight(), mMatrix, false);
通過上面的轉換,我們已經得到了人臉檢測的bitmap,此時只需要進行人臉檢測就ok了,代碼如下:
detector = new FaceDetector(source.getWidth(),source.getHeight(), maxFaceNum); Face[] faces = new Face[maxFaceNum];
detector.findFaces(source, faces);
代碼基本上就哪麽多,由於受到硬體的影響,上面的代碼有很多地雷。
二:人臉檢測常見問題
產品上線後,主要問題有,人站在攝像頭面前,app無法識別人臉,軟體運行性能也會下降,出現嚴重卡頓等問題,當前我比較鬱悶,明明在測試環境都運行幾個月了,都沒有出現這些問題,正式實施的時候,問題不斷,通過近兩個月的整理,主要問題有以下幾個。
2.1 無法識別人臉
1):相機角度問題
由於我在測試的時候,攝像頭圖像是垂直的,沒有任何問題,但正式使用時,攝像頭來自不同商家,導致攝像頭圖像是水平的了,如下圖:
圖像角度都不對了,當然無法識別人臉了,此時我們需要得到攝像頭的預設旋轉的角度,再作處理,特別聲明:setDisplayOrientation() 這個方法是逆時針旋轉,代碼如下:
public void setCameraDisplayOrientation (Activity activity, int cameraId, android.hardware.Camera camera) { android.hardware.Camera.CameraInfo info = new android.hardware.Camera.CameraInfo(); android.hardware.Camera.getCameraInfo (cameraId , info); int rotation = activity.getWindowManager ().getDefaultDisplay ().getRotation (); int degrees = 0; switch (rotation) { case Surface.ROTATION_0: degrees = 0; break; case Surface.ROTATION_90: degrees = 90; break; case Surface.ROTATION_180: degrees = 180; break; case Surface.ROTATION_270: degrees = 270; break; } int result; if (info.facing == Camera.CameraInfo.CAMERA_FACING_FRONT) { result = (info.orientation + degrees) % 360; result = (360 - result) % 360; // compensate the mirror } else { // back-facing result = ( info.orientation - degrees + 360) % 360; } mOrienta = result;//該值有其它用途 camera.setDisplayOrientation (result); }
2):相機設置旋轉後,預覽圖片和相機返回實時流角度問題
這個坑太噁心了,當我把相機角度旋轉後,把app打包發一個給同事,結果同事告訴我,還是不行,還好在公司借到一個銳士達1080p的攝像頭,然後我把onPreviewFrame返回的流畫到imageView,發現返回的圖像,和預覽的圖像,根本不一樣,我勒個去,雖然預覽圖像旋轉了,我們還需要對onPreviewFrame返回的流進行處理,這個坑也讓我比較無語,害我找了好久。雖然說解決的代碼只有簡短的幾句,但找出原因過程只有自己能體會,然後我使用Matrix來旋轉onPreviewFrame返回的流,關於Matrix,完全是參考android Matrix詳細,這篇文章寫得非常好,然而matrix的postRotate是順時針旋轉,和camera.setDisplayOrientation()剛好相反,我勒個去,這兩個難兄難弟太不讓人省心,一個順時針,一個逆時針,超級無語,修改後的代碼如下。
//mOrienta來源於setCameraDisplayOrientation
mMatrix = new Matrix(); switch (mOrienta){ case 90: mMatrix.postRotate(270); break; case 270: mMatrix.postRotate(90); break; default: mMatrix.postRotate(mOrienta); break; }
2.2 720p攝像頭和1080p攝像頭涉及到的問題
1):獲取攝像頭支持預覽尺寸遇到的問題
初始化相機時,我們需要設置攝像頭支持的預覽尺寸,如果不是相機支持的尺寸,會出現異常,根據項目需要,本地環境我直接指定一個下標,然後硬體變化後,這個值也跟著變了,如下圖:
此處根據實際情況獲取,可以計算每一個尺寸的面積,通過一個基礎面積獲取適應的預覽尺寸。具體代碼就不帖了,只需要清楚有這一個坑就ok了。
2):獲取預覽偵寬高大小帶來的問題
如果程式的lock,和線程問題沒處理好,性能問題顯而易見。
如果只是簡單的識別人臉,我們可以通過壓縮圖片的方法來解決這個問題。
BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options(); options.inSampleSize =2; options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565; bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(mBitmapOutput.toByteArray(), 0, mBitmapOutput.toByteArray().length, options);
3):攝像頭返回的流頻率過快,導致人臉識別處理速度根不上的解決辦法
最初軟體運行的時候,運行一段時間,app直接崩潰了,最後發現是,onPreviewFrame返回的流太快,網上說可以在啟動相機時,設置流的頻率,常見設置的代碼
Camera.Parameters parameters = mCamera.getParameters(); parameters.setPreviewFrameRate(3);//設置每秒3幀,沒有效果
然而這樣設置後,完全沒有用,如圖:
處理這個問題並不是很複雜,只是判斷一個兩次處理流的時候,大於300毫秒(具體時間,根據需求變動)
public void onPreviewFrame(byte[] data, Camera camera) { Logger.i(TAG+"收到相機回調:onpreviewframe()"+index); if(data!=null&&data.length>0&&System.currentTimeMillis()-time>200){ time=System.currentTimeMillis(); mFaceHandle.post(new FaceThread(data,camera,(++index))); } }
2.3 刷臉的人員走開後,屏幕仍然顯示和人臉相關信息
通過以上描述我們知道,相機預覽圖尺寸過大,導致刷臉人員走開幾秒鐘內,android設備屏,仍然顯示和人臉有關的信息,因為onPreviewFrame頻率較快,而處理人臉的時間過長,導致人臉對列越來越大,所以人走開後,屏才會顯示相關信息,這裡需要控制,onPreviewFrame處理人臉的頻率大於,以及提升人臉識別的時間.
完整demo 下載地址:https://github.com/jlq023/democamera