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Utiliser plusieurs flux d'appareil photo simultanément

Remarque:Cette page fait référence au package Camera2. Nous vous recommandons d'utiliser CameraX, sauf si votre application nécessite des fonctionnalités spécifiques de base de Camera2. CameraX et Camera2 sont compatibles avec Android 5.0 (niveau d'API 21) ou version ultérieure.

Une application d'appareil photo peut utiliser plusieurs flux d'images simultanément. Dans Dans certains cas, différents flux requièrent même une résolution d'image ou un pixel . Voici certains cas d'utilisation types :

Enregistrement vidéo: un flux pour la prévisualisation, un autre en cours d'encodage et de sauvegarde dans un fichier.
Lecture de codes-barres: un flux pour l'aperçu et un autre pour la détection des codes-barres.
Photographie computationnelle: un flux pour l'aperçu, un autre pour les visages/scènes la détection automatique.

Le traitement des trames a un coût de performances non négligeable, lors du traitement par flux ou en pipeline.

Des ressources telles que le CPU, le GPU et le DSP peuvent être en mesure de tirer parti du le retraitement du framework mais les ressources telles que la mémoire augmenteront de façon linéaire.

Plusieurs cibles par demande

Vous pouvez combiner plusieurs flux de caméra en un seul CameraCaptureRequest L'extrait de code suivant montre comment configurer une session d'appareil photo avec pour l'aperçu de l'appareil photo et un autre pour le traitement de l'image:

Kotlin

val session: CameraCaptureSession = ...  // from CameraCaptureSession.StateCallback

// You will use the preview capture template for the combined streams
// because it is optimized for low latency; for high-quality images, use
// TEMPLATE_STILL_CAPTURE, and for a steady frame rate use TEMPLATE_RECORD
val requestTemplate = CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW
val combinedRequest = session.device.createCaptureRequest(requestTemplate)

// Link the Surface targets with the combined request
combinedRequest.addTarget(previewSurface)
combinedRequest.addTarget(imReaderSurface)

// In this simple case, the SurfaceView gets updated automatically. ImageReader
// has its own callback that you have to listen to in order to retrieve the
// frames so there is no need to set up a callback for the capture request
session.setRepeatingRequest(combinedRequest.build(), null, null)

Java

CameraCaptureSession session = …;  // from CameraCaptureSession.StateCallback

// You will use the preview capture template for the combined streams
// because it is optimized for low latency; for high-quality images, use
// TEMPLATE_STILL_CAPTURE, and for a steady frame rate use TEMPLATE_RECORD
        CaptureRequest.Builder combinedRequest = session.getDevice().createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW);

// Link the Surface targets with the combined request
        combinedRequest.addTarget(previewSurface);
        combinedRequest.addTarget(imReaderSurface);

// In this simple case, the SurfaceView gets updated automatically. ImageReader
// has its own callback that you have to listen to in order to retrieve the
// frames so there is no need to set up a callback for the capture request
        session.setRepeatingRequest(combinedRequest.build(), null, null);

Si vous configurez correctement les surfaces cibles, ce code ne produira que qui atteignent le FPS minimal déterminé par StreamComfigurationMap.GetOutputMinFrameDuration(int, Size) et StreamComfigurationMap.GetOutputStallDuration(int, Size) Les performances réelles varient d'un appareil à l'autre, même si Android fournit certaines La garantie de prendre en charge des combinaisons spécifiques en fonction de trois variables: type de sortie, taille de la sortie et niveau matériel.

L'utilisation d'une combinaison de variables non prise en charge peut fonctionner à une fréquence d'images faible. si il ne déclenche pas l'un des rappels d'échec. La documentation pour createCaptureSession décrit ce dont le fonctionnement est garanti.

Type de sortie

Le type de sortie désigne le format dans lequel les images sont encodées. La les valeurs possibles sont PRIV, YUV, JPEG et RAW. La documentation createCaptureSession les décrivent.

Lorsque vous choisissez le type de sortie de votre application, si l'objectif est de maximiser la compatibilité, puis utilisez ImageFormat.YUV_420_888 pour l'analyse de trame et ImageFormat.JPEG pour les images fixes images. Pour les scénarios de prévisualisation et d'enregistrement, vous utiliserez probablement SurfaceView TextureView MediaRecorder MediaCodec ou RenderScript.Allocation Dans ne spécifiez pas de format d'image. Pour des raisons de compatibilité, elles sont comptabilisées comme ImageFormat.PRIVATE quel que soit le format réel utilisé en interne. Pour interroger les formats compatibles par un appareil compte tenu de CameraCharacteristics utilisez le code suivant:

Kotlin

val characteristics: CameraCharacteristics = ...
val supportedFormats = characteristics.get(
    CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP).outputFormats

Java

CameraCharacteristics characteristics = …;
        int[] supportedFormats = characteristics.get(
CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP).getOutputFormats();

Taille de sortie

Toutes les tailles de sortie disponibles sont répertoriées par StreamConfigurationMap.getOutputSizes() mais seuls deux sont liés à la compatibilité: PREVIEW et MAXIMUM. Les tailles servent de limites supérieures. Si un élément de taille PREVIEW fonctionne, alors tout élément avec une taille inférieure à PREVIEW fonctionnera également. Il en va de même pour MAXIMUM. La documentation pour CameraDevice explique ces tailles.

Les tailles de sortie disponibles dépendent du format choisi. Étant donné le CameraCharacteristics et un format, vous pouvez interroger les tailles de sortie disponibles comme ceci:

Kotlin

val characteristics: CameraCharacteristics = ...
val outputFormat: Int = ...  // such as ImageFormat.JPEG
val sizes = characteristics.get(
    CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP)
    .getOutputSizes(outputFormat)

Java

CameraCharacteristics characteristics = …;
        int outputFormat = …;  // such as ImageFormat.JPEG
Size[] sizes = characteristics.get(
                CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP)
                .getOutputSizes(outputFormat);

Dans les cas d'utilisation d'aperçu et d'enregistrement de l'appareil photo, utilisez la classe cible pour déterminer tailles compatibles. Le format sera géré par le framework de l'appareil photo lui-même:

Kotlin

val characteristics: CameraCharacteristics = ...
val targetClass: Class <T> = ...  // such as SurfaceView::class.java
val sizes = characteristics.get(
    CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP)
    .getOutputSizes(targetClass)

Java

CameraCharacteristics characteristics = …;
   int outputFormat = …;  // such as ImageFormat.JPEG
   Size[] sizes = characteristics.get(
                CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP)
                .getOutputSizes(outputFormat);

Pour obtenir la taille MAXIMUM, triez les tailles de sortie par zone et renvoyez la plus grande une:

Kotlin

fun <T>getMaximumOutputSize(
    characteristics: CameraCharacteristics, targetClass: Class <T>, format: Int? = null):
    Size {
  val config = characteristics.get(
      CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP)

  // If image format is provided, use it to determine supported sizes; or else use target class
  val allSizes = if (format == null)
    config.getOutputSizes(targetClass) else config.getOutputSizes(format)
  return allSizes.maxBy { it.height * it.width }
}

Java

 @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.N)
    <T> Size getMaximumOutputSize(CameraCharacteristics characteristics,
                                            Class <T> targetClass,
                                            Integer format) {
        StreamConfigurationMap config = characteristics.get(CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP);

        // If image format is provided, use it to determine supported sizes; else use target class
        Size[] allSizes;
        if (format == null) {
            allSizes = config.getOutputSizes(targetClass);
        } else {
            allSizes = config.getOutputSizes(format);
        }
        return Arrays.stream(allSizes).max(Comparator.comparing(s -> s.getHeight() * s.getWidth())).get();
    }

PREVIEW désigne la taille qui correspond le mieux à la résolution d'écran de l'appareil 1080p (1 920 x 1 080), selon la valeur la plus petite. Il est possible que le format ne corresponde pas à de l'écran. Vous devrez donc peut-être appliquer le format letterbox ou recadrez l'image dans le flux pour l'afficher en mode plein écran. Pour bien comprendre la taille d'aperçu, comparez les tailles de sortie disponibles avec la taille d'affichage en tenant compte du fait que l'écran peut pivoter.

Le code suivant définit une classe d'assistance, SmartSize, qui rendra la taille des comparaisons:

Kotlin

/** Helper class used to pre-compute shortest and longest sides of a [Size] */
class SmartSize(width: Int, height: Int) {
    var size = Size(width, height)
    var long = max(size.width, size.height)
    var short = min(size.width, size.height)
    override fun toString() = "SmartSize(${long}x${short})"
}

/** Standard High Definition size for pictures and video */
val SIZE_1080P: SmartSize = SmartSize(1920, 1080)

/** Returns a [SmartSize] object for the given [Display] */
fun getDisplaySmartSize(display: Display): SmartSize {
    val outPoint = Point()
    display.getRealSize(outPoint)
    return SmartSize(outPoint.x, outPoint.y)
}

/**
 * Returns the largest available PREVIEW size. For more information, see:
 * https://d.android.com/reference/android/hardware/camera2/CameraDevice
 */
fun <T>getPreviewOutputSize(
        display: Display,
        characteristics: CameraCharacteristics,
        targetClass: Class <T>,
        format: Int? = null
): Size {

    // Find which is smaller: screen or 1080p
    val screenSize = getDisplaySmartSize(display)
    val hdScreen = screenSize.long >= SIZE_1080P.long || screenSize.short >= SIZE_1080P.short
    val maxSize = if (hdScreen) SIZE_1080P else screenSize

    // If image format is provided, use it to determine supported sizes; else use target class
    val config = characteristics.get(
            CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP)!!
    if (format == null)
        assert(StreamConfigurationMap.isOutputSupportedFor(targetClass))
    else
        assert(config.isOutputSupportedFor(format))
    val allSizes = if (format == null)
        config.getOutputSizes(targetClass) else config.getOutputSizes(format)

    // Get available sizes and sort them by area from largest to smallest
    val validSizes = allSizes
            .sortedWith(compareBy { it.height * it.width })
            .map { SmartSize(it.width, it.height) }.reversed()

    // Then, get the largest output size that is smaller or equal than our max size
    return validSizes.first { it.long <= maxSize.long && it.short <= maxSize.short }.size
}

Java

/** Helper class used to pre-compute shortest and longest sides of a [Size] */
    class SmartSize {
        Size size;
        double longSize;
        double shortSize;

        public SmartSize(Integer width, Integer height) {
            size = new Size(width, height);
            longSize = max(size.getWidth(), size.getHeight());
            shortSize = min(size.getWidth(), size.getHeight());
        }

        @Override
        public String toString() {
            return String.format("SmartSize(%sx%s)", longSize, shortSize);
        }
    }

    /** Standard High Definition size for pictures and video */
    SmartSize SIZE_1080P = new SmartSize(1920, 1080);

    /** Returns a [SmartSize] object for the given [Display] */
    SmartSize getDisplaySmartSize(Display display) {
        Point outPoint = new Point();
        display.getRealSize(outPoint);
        return new SmartSize(outPoint.x, outPoint.y);
    }

    /**
     * Returns the largest available PREVIEW size. For more information, see:
     * https://d.android.com/reference/android/hardware/camera2/CameraDevice
     */
    @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.N)
    <T> Size getPreviewOutputSize(
            Display display,
            CameraCharacteristics characteristics,
            Class <T> targetClass,
            Integer format
    ){

        // Find which is smaller: screen or 1080p
        SmartSize screenSize = getDisplaySmartSize(display);
        boolean hdScreen = screenSize.longSize >= SIZE_1080P.longSize || screenSize.shortSize >= SIZE_1080P.shortSize;
        SmartSize maxSize;
        if (hdScreen) {
            maxSize = SIZE_1080P;
        } else {
            maxSize = screenSize;
        }

        // If image format is provided, use it to determine supported sizes; else use target class
        StreamConfigurationMap config = characteristics.get(
                CameraCharacteristics.SCALER_STREAM_CONFIGURATION_MAP);
        if (format == null)
            assert(StreamConfigurationMap.isOutputSupportedFor(targetClass));
        else
            assert(config.isOutputSupportedFor(format));
        Size[] allSizes;
        if (format == null) {
            allSizes = config.getOutputSizes(targetClass);
        } else {
            allSizes = config.getOutputSizes(format);
        }

        // Get available sizes and sort them by area from largest to smallest
        List <Size> sortedSizes = Arrays.asList(allSizes);
        List <SmartSize> validSizes =
                sortedSizes.stream()
                        .sorted(Comparator.comparing(s -> s.getHeight() * s.getWidth()))
                        .map(s -> new SmartSize(s.getWidth(), s.getHeight()))
                        .sorted(Collections.reverseOrder()).collect(Collectors.toList());

        // Then, get the largest output size that is smaller or equal than our max size
        return validSizes.stream()
                .filter(s -> s.longSize <= maxSize.longSize && s.shortSize <= maxSize.shortSize)
                .findFirst().get().size;
    }

Vérifier le niveau de matériel compatible

Pour déterminer les capacités disponibles au moment de l'exécution, vérifiez le matériel compatible à l'aide de CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL

Avec un CameraCharacteristics vous pouvez récupérer le niveau de matériel à l'aide d'une seule instruction:

Kotlin

val characteristics: CameraCharacteristics = ...

// Hardware level will be one of:
// - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LEGACY,
// - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_EXTERNAL,
// - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LIMITED,
// - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_FULL,
// - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_3
val hardwareLevel = characteristics.get(
        CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL)

Java

CameraCharacteristics characteristics = ...;

// Hardware level will be one of:
// - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LEGACY,
// - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_EXTERNAL,
// - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_LIMITED,
// - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_FULL,
// - CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL_3
Integer hardwareLevel = characteristics.get(
                CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL);

Assembler toutes les pièces

Avec le type de sortie, la taille de la sortie et le niveau matériel, vous pouvez déterminer combinaisons de flux sont valides. Le graphique suivant est un instantané configurations compatibles avec un CameraDevice avec LEGACY au niveau matériel.

Cible 1		Cible 2		Cible 3		Exemples de cas d'utilisation
Type	Taille maximale	Type	Taille maximale	Type	Taille maximale	Exemples de cas d'utilisation
`PRIV`	`MAXIMUM`					Aperçu simple, traitement vidéo par GPU ou enregistrement vidéo sans aperçu.
`JPEG`	`MAXIMUM`					Capture d'image fixe sans viseur.
`YUV`	`MAXIMUM`					Traitement des images et des vidéos dans l'application
`PRIV`	`PREVIEW`	`JPEG`	`MAXIMUM`			Imagerie fixe standard.
`YUV`	`PREVIEW`	`JPEG`	`MAXIMUM`			Traitement dans l'application et capture d'images fixes.
`PRIV`	`PREVIEW`	`PRIV`	`PREVIEW`			Enregistrement standard.
`PRIV`	`PREVIEW`	`YUV`	`PREVIEW`			Aperçu et traitement dans l'application.
`PRIV`	`PREVIEW`	`YUV`	`PREVIEW`			Aperçu et traitement dans l'application.
`PRIV`	`PREVIEW`	`YUV`	`PREVIEW`	`JPEG`	`MAXIMUM`	Toujours capturer et traiter les données dans l'application.

LEGACY est le niveau de matériel le plus bas possible. Ce tableau montre que chaque les appareils compatibles avec Camera2 (niveau d'API 21 ou supérieur) peuvent générer jusqu'à trois des flux simultanés en utilisant la bonne configuration et s'il n'y a pas trop limitant les performances, comme la mémoire, le processeur ou les contraintes thermiques.

Votre application doit également configurer le ciblage des tampons de sortie. Par exemple, pour cibler un appareil avec le niveau de matériel LEGACY, vous pouvez configurer deux sorties cibles surfaces, l'une utilisant ImageFormat.PRIVATE et l'autre utilisant ImageFormat.YUV_420_888 Cette combinaison est acceptée lorsque vous utilisez Taille de PREVIEW. Utilisez la fonction définie précédemment dans cet article pour obtenir les tailles d'aperçu requises pour un ID d'appareil photo nécessitent le code suivant:

Kotlin

val characteristics: CameraCharacteristics = ...
val context = this as Context  // assuming you are inside of an activity

val surfaceViewSize = getPreviewOutputSize(
    context, characteristics, SurfaceView::class.java)
val imageReaderSize = getPreviewOutputSize(
    context, characteristics, ImageReader::class.java, format = ImageFormat.YUV_420_888)

Java

CameraCharacteristics characteristics = ...;
        Context context = this; // assuming you are inside of an activity

        Size surfaceViewSize = getPreviewOutputSize(
                context, characteristics, SurfaceView.class);
        Size imageReaderSize = getPreviewOutputSize(
                context, characteristics, ImageReader.class, format = ImageFormat.YUV_420_888);

Vous devez attendre que SurfaceView soit prêt à l'aide des rappels fournis:

Kotlin

val surfaceView = findViewById <SurfaceView>(...)
surfaceView.holder.addCallback(object : SurfaceHolder.Callback {
  override fun surfaceCreated(holder: SurfaceHolder) {
    // You do not need to specify image format, and it will be considered of type PRIV
    // Surface is now ready and you could use it as an output target for CameraSession
  }
  ...
})

Java

SurfaceView surfaceView = findViewById <SurfaceView>(...);

surfaceView.getHolder().addCallback(new SurfaceHolder.Callback() {
            @Override
            public void surfaceCreated(@NonNull SurfaceHolder surfaceHolder) {
                // You do not need to specify image format, and it will be considered of type PRIV
                // Surface is now ready and you could use it as an output target for CameraSession
            }
            ...
        });

Vous pouvez forcer SurfaceView à s'adapter à la taille de sortie de la caméra en appelant SurfaceHolder.setFixedSize() ou vous pouvez adopter une approche similaire à AutoFitSurfaceView dans le module Common ce module des échantillons de caméras sur GitHub, qui définit une taille absolue, en tenant compte tenir compte à la fois du format et de l'espace disponible, tandis que lorsque des modifications d'activité sont déclenchées.

Configurer l'autre surface à partir de ImageReader au format souhaité est plus simple, car il n'y a aucun rappel à attendre:

Kotlin

val frameBufferCount = 3  // just an example, depends on your usage of ImageReader
val imageReader = ImageReader.newInstance(
    imageReaderSize.width, imageReaderSize.height, ImageFormat.YUV_420_888,
    frameBufferCount)

Java

int frameBufferCount = 3;  // just an example, depends on your usage of ImageReader
ImageReader imageReader = ImageReader.newInstance(
                imageReaderSize.width, imageReaderSize.height, ImageFormat.YUV_420_888,
                frameBufferCount);

Lorsque vous utilisez un tampon cible bloquant comme ImageReader, supprimez les frames après les utilisent:

Kotlin

imageReader.setOnImageAvailableListener({
  val frame =  it.acquireNextImage()
  // Do something with "frame" here
  it.close()
}, null)

Java

imageReader.setOnImageAvailableListener(listener -> {
            Image frame = listener.acquireNextImage();
            // Do something with "frame" here
            listener.close();
        }, null);

Le niveau matériel LEGACY cible les appareils ayant le plus petit dénominateur commun. Vous pouvez Ajout d'embranchements conditionnels et utilisation de la taille RECORD pour l'une des cibles de sortie surfaces des appareils avec le niveau de matériel LIMITED, ou même l'augmenter à Taille de MAXIMUM pour les appareils avec le niveau de matériel FULL.