android环境下摄像头数据采集及显示

       以前项目涉及些摄像头预览及数据处理操作，当时的需求是除了做摄像头预览外，还要显示文字、个性图像等，当初在查找资料实现相关模块时，发现很多资料讲的比较繁琐，不够简洁，这里将自己的实现方式分享出来，希望能够为正在做相关工作的同学提供些思路。不过这里先顺便提一下，如果单纯的做摄像头预览，不在预览数据时做添加文字、图像等额外操作，可以用surfaceview方式，性能上会更好些。

       这里将摄像头采集及视频图像绘制放在一个模块中，比较便于管理及维护，同时在使用时，因为该类继承自view类，所以可以向操作很多view类一样，将其添加到任何布局中，在与采集的数据宽高比例保持一致的前提下，在页面显示上可以非常灵活的控制视图尺寸大小。不过使用这种方式实现摄像头预览，最大的瓶颈是在旋转yuv数据及将其转为rgb数据时，计算比较耗时，一般情况下采集640*480数据还好，但对于960*720数据来说，手机性能一般的话，就会显得比较卡了。解决方式在做数据旋转时，可以尝试采用ndk c的方式，以提高运行效率，在做yuv转rgb时，也可以尝试用ndk c的方式，但是最好的方式是采用gpu shader方式，直接渲染yuv数据，即将采集的yuv数据以纹理的方式上传至gpu，然后由gpu完成yuv转rgb并显示。下面是相关代码：

public class CameraView extends View implements PreviewCallback
{
	// 源视频帧宽/高
	private int srcFrameWidth  = 640;
	private int srcFrameHeight = 480;
	private int frameSize = srcFrameWidth * srcFrameHeight;
	private int qtrFrameSize = srcFrameWidth * srcFrameHeight >> 2;
	
	// 帧预览贴图
	private Bitmap previewBmp = null;
	private Rect previewRect = null;
	private Camera camera = null;
	// 图层
	private BaseLayer[] layers = null;
	
	// 数据采集
	private int[] rgb_data = null;
	private byte[] yuvdata = null;
	
	// 摄像头前置/后置
	public static final int CAMERA_BACK  = 0;
	public static final int CAMERA_FRONT = 1;
	private int curCameraIndex = CAMERA_BACK;
	
	public CameraView(Context _context)
	{
		super(_context);
	}
	
	public CameraView(Context _context, AttributeSet _attrs)
	{
		super(_context, _attrs);
	}
	
	public CameraView(Context context, int previewWidth, int previewHeight, int cameraIndex)
	{
		super(context);
		
		curCameraIndex = cameraIndex;
		rgb_data = new int[frameSize];
		yuvdata = new byte[frameSize * 3 / 2];
		
		previewBmp = Bitmap.createBitmap(srcFrameHeight, srcFrameWidth, Config.ARGB_8888);
		previewRect = new Rect(0, 0, previewWidth, previewHeight);
		
		// 定义图层
		layers = new BaseLayer[2];
		layers[0]  = new TextLayer(context, 0, false);
		layers[1] = new ImageLayer(context, 1, false);
		
		// 文字
		((TextLayer)layers[0]).setFontParams(32, Color.CYAN);
		((TextLayer)layers[0]).setTextPos(100, 300);
		((TextLayer)layers[0]).setContent("天气还不错....");
		layers[0].setVisible(true);
		
		// 图像
		((ImageLayer)layers[1]).setImagePos(100, 150);
		layers[1].setVisible(true);
		
		// 初始化并打开摄像头
		startCamera(cameraIndex);
		
		this.setBackgroundColor(Color.parseColor("#82858b"));
	}
	
	// 根据索引初始化摄像头
	public void startCamera(int cameraIndex)
	{
		// 先停止摄像头
		stopCamera();
		
		// 再初始化并打开摄像头
		if (camera == null)
		{
			camera = Camera.open(cameraIndex);
			Camera.Parameters params = camera.getParameters();
			params.setPreviewSize(srcFrameWidth, srcFrameHeight);
			params.setPreviewFormat(ImageFormat.NV21);
			camera.setParameters(params);
			camera.setPreviewCallback(this);
			camera.startPreview();
		}
	}
	
	// 停止并释放摄像头
	public void stopCamera()
	{
		if (camera != null)
		{
			camera.setPreviewCallback(null);
			camera.stopPreview();
			camera.release();
			camera = null;
		}
	}
	
	// 绘制
	@Override
	protected void onDraw(Canvas canvas)
	{
		super.onDraw(canvas);
		
		// 填充数据(因为数据已经旋转过,此时宽与高需要互换)
		previewBmp.setPixels(rgb_data, 0, srcFrameHeight, 0, 0, srcFrameHeight, srcFrameWidth);
		
		// 绘制图层
		for (BaseLayer layer : layers)
		{
			if (layer.isVisible())
			{
				layer.drawLayer(previewBmp);
			}
		}
		
		// 贴图
		canvas.drawBitmap(previewBmp, null, previewRect, null);
	}
	
	// 获取摄像头视频数据
	@Override
	public void onPreviewFrame(byte[] data, Camera camera)
	{
		int i = 0, j = 0, k = 0;
		int uvHeight = srcFrameHeight >> 1;

		// 旋转yuv数据
		if (curCameraIndex == CAMERA_BACK)
		{
			// 旋转y
			for (i = 0; i < srcFrameWidth; i++)
			{
				for (j = srcFrameHeight - 1; j >= 0; j--)
				{
					yuvdata[k] = data[srcFrameWidth * j + i];
					k++;
				}
			}

			// 旋转uv
			for (i = 0; i < srcFrameWidth; i += 2)
			{
			   for (j = uvHeight - 1; j >= 0; j--)
			   {
				   yuvdata[k] = data[frameSize + srcFrameWidth * j + i + 1];// cb/u
				   yuvdata[k + qtrFrameSize] = data[frameSize + srcFrameWidth * j + i];// cr/v
				   k++;
			   }
			}
		}
		else
		{
			// 旋转y
			for (i = srcFrameWidth - 1; i >= 0; i--)
			{
				for (j = srcFrameHeight - 1; j >= 0; j--)
				{
					yuvdata[k] = data[srcFrameWidth * j + i];
					k++;
				}
			}

			// 旋转uv
			for (i = srcFrameWidth - 2; i >= 0; i -= 2)
			{
			   for (j = uvHeight - 1; j >= 0; j--)
			   {
				   yuvdata[k] = data[frameSize + srcFrameWidth * j + i + 1];// cb/u
				   yuvdata[k + qtrFrameSize] = data[frameSize + srcFrameWidth * j + i];// cr/v
				   k++;
			   }
			}
		}
		
		// yuv转rgb(因为数据已经旋转过,此时宽与高需要互换)
		int yp = 0;
		for (i = 0, yp = 0; i < srcFrameWidth; i++)
		{
			int uvp = frameSize + (i >> 1) * uvHeight, u = 0, v = 0;
			for (j = 0; j < srcFrameHeight; j++, yp++)
			{
				int y = (0xff & yuvdata[yp]) - 16;
				if ((j & 1) == 0)
				{
					u = (0xff & yuvdata[uvp + (j>>1)]) - 128;
					v = (0xff & yuvdata[uvp + qtrFrameSize + (j>>1)]) - 128;
				}

				int y1192 = 1192 * y;
				int r = (y1192 + 1634 * v);
				int g = (y1192 - 833 * v - 400 * u);
				int b = (y1192 + 2066 * u);

				if (r < 0) r = 0; else if (r > 262143) r = 262143;
				if (g < 0) g = 0; else if (g > 262143) g = 262143;
				if (b < 0) b = 0; else if (b > 262143) b = 262143;

				rgb_data[i*srcFrameHeight + j] = 0xff000000 | ((r << 6) & 0xff0000) | ((g >> 2) & 0xff00) | ((b >> 10) & 0xff);
			}// for
		}// for
		
		invalidate();
	}
}