android 相机预览编译 libyuv 处理 YUV 数据

libyuv 源码： https://chromium.googlesource.com/libyuv/libyuv/

下载源码（需翻墙），Android Studio 新建一个 NDK 项目，源码拷贝到 cpp 目录下。

native.png

source_code.png

include 下面是头文件， source 下面是源码，其它文件基本用不到不用管。CMakeLists.txt 是 cmake 编译脚本， 现在android ndk 默认都是用 cmake 编译。

// 格式转换（NV21、NV12、I420等格式互转）
libyuv\include\libyuv\convert.h
libyuv\include\libyuv\convert_from.h
// 图像处理（镜像、旋转、缩放、裁剪）
libyuv\include\libyuv\planar_functions.h
libyuv\include\libyuv\rotate.h
libyuv\include\libyuv\scale.h

下面编写我们自己的 CMakeLists ， libyuv 作为一个子项目单独编译，按下面修改（我也是抄别人的）

cmake.png

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

# 外部头文件路径，因为我们要引用 libyuv.h
include_directories(libyuv/include)

# 添加子项目，libyuv 作为一个子项目自己编译，有自己的 CMakeList.txt。
# 编译结果存放在 build 目录下，可以在里面找到生成的 .so 文件。
add_subdirectory(libyuv ./build)

# 生成动态链接库 yuvutil,  YuvJni.cpp 是我们的源代码，可以指定多个源文件。
add_library(yuvutil SHARED YuvJni.cpp)

# 添加NDK里面 编译好的  log 库
find_library(log-lib log)

# 把 yuv (这个是 libyuv 子项目生成的 yuv.so) 和 log 库链接到 yuvutil 中
target_link_libraries(yuvutil ${log-lib} yuv)

YuvJni.cpp 是JNI源码，包装一下 libyuv 的代码。需要对各种 YUV 格式比较熟悉，否则也包装不出来。

#include 
#include "libyuv.h"

/**
 * NV21 -> I420
 */
extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_libyuv_util_YuvUtil_NV21ToI420(JNIEnv *env, jclass clazz, jbyteArray src_nv21_array,
                                        jint width, jint height, jbyteArray dst_i420_array) {
    jbyte *src_nv21_data = env->GetByteArrayElements(src_nv21_array, JNI_FALSE);
    jbyte *dst_i420_data = env->GetByteArrayElements(dst_i420_array, JNI_FALSE);

    jint src_y_size = width * height;
    jint src_u_size = (width >> 1) * (height >> 1);

    jbyte *src_nv21_y_data = src_nv21_data;
    jbyte *src_nv21_vu_data = src_nv21_data + src_y_size;

    jbyte *dst_i420_y_data = dst_i420_data;
    jbyte *dst_i420_u_data = dst_i420_data + src_y_size;
    jbyte *dst_i420_v_data = dst_i420_data + src_y_size + src_u_size;

    libyuv::NV21ToI420((const uint8_t *) src_nv21_y_data, width,
                       (const uint8_t *) src_nv21_vu_data, width,
                       (uint8_t *) dst_i420_y_data, width,
                       (uint8_t *) dst_i420_u_data, width >> 1,
                       (uint8_t *) dst_i420_v_data, width >> 1,
                       width, height);

    env->ReleaseByteArrayElements(src_nv21_array, src_nv21_data, 0);
    env->ReleaseByteArrayElements(dst_i420_array, dst_i420_data, 0);
}

YUVUtil.java 定义了 native 方法

public class YuvUtil {

    static {
        System.loadLibrary("yuvutil");
    }

    /**
     * NV21 -> I420
     *
     * @param src_nv21_data 原始NV21数据
     * @param width         原始宽
     * @param height        原始高
     * @param dst_i420_data 目前I420数据
     */
    public static native void NV21ToI420(byte[] src_nv21_data, int width, int height, byte[] dst_i420_data);

    /**
     * I420 -> NV21
     *
     * @param src_i420_data
     * @param width
     * @param height
     * @param dst_nv21_data
     */
    public static native void I420ToNV21(byte[] src_i420_data, int width, int height, byte[] dst_nv21_data);

相机预览拿到 NV21 数据处理

camera.setPreviewCallback(new Camera.PreviewCallback() {
    @Override
    public void onPreviewFrame(byte[] bytes, Camera camera) {
        // bytes 是  NV21 格式的 YUV 数据
        Camera.Size previewSize = camera.getParameters().getPreviewSize();
        int width = previewSize.width;
        int height = previewSize.height;
        try {
            // NV21  转 I420
            byte[] i420Data = new byte[width * height * 3 / 2];
            YuvUtil.NV21ToI420(bytes, width, height, i420Data);

            // 镜像
            byte[] i420MirrorData = new byte[width * height * 3 / 2];
            YuvUtil.I420Mirror(i420Data, width, height, i420MirrorData);

            // 缩放，注意缩放后宽高会改变
            byte[] i420ScaleData = new byte[dstWith * dstHeight * 3 / 2];
            YuvUtil.I420Scale(i420MirrorData, width, height, i420ScaleData, dstWith, dstHeight, 0);
            width = dstWith;
            height = dstHeight;

            // 旋转： 注意顺时针旋转 90 度后宽高对调了
            byte[] i420RotateData = new byte[width * height * 3 / 2];
            YuvUtil.I420Rotate(i420ScaleData, width, height, i420RotateData, 90);
            int temp = width;
            width = height;
            height = temp;

            // I420 -> NV21
            byte[] newNV21Data = new byte[width * height * 3 / 2];
            YuvUtil.I420ToNV21(i420RotateData, width, height, newNV21Data);

            // 转Bitmap
            YuvImage yuvImage = new YuvImage(newNV21Data, ImageFormat.NV21, width, height, null);
            ByteArrayOutputStream stream = new ByteArrayOutputStream();
            yuvImage.compressToJpeg(new Rect(0, 0, width, height), 80, stream);
            Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(stream.toByteArray(), 0, stream.size());
            stream.close();

            if (bitmap != null) {
                bitmapSurfaceView.drawBitmap(bitmap);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
});

为什么不直接处理 NV21 而都转成 I420 来处理，这不麻烦吗？？？可能 I420 这种格式比较通用，很多算法都是针对 I420 来处理的。

看网上有人问，你这么多步转来转去的可能还没有 java 代码效率高呢？？？这是个好问题，虽然调用了好几个 c++ 函数，但一般来说肯定还是比 java 代码效率高， 否则还要什么 libyuv。

目前这么多步都是单独处理，其实可以封装在 JNI 中，这里主要作为演示

直接 Build>Make 就会在 build 目录下生成 .so 文件， 直接运行 Gradle 会自动把编译的 so 拷贝到 apk 中。可通过 Build> Analyze APK 查看

apk.png

yuv.jpeg

网上这么多人编译好的，你为什么不直接用？？？首先别人编译好的可能有 bug, 你不知道编译的是不是有问题，可能别人编译的不符合你的需求，只有自己会编译修改才行。

特别涉及音视频开发，NDK ,JNI 肯定是逃不掉的，ffmpeg, livyuv, ijkplayer 都需要自己能编译和修改添加功能才行。所以还是要自己搞一遍。 LibYUV 我们写不了，但原理要清楚，要会比着葫芦画瓢。

参考：
https://developer.android.google.cn/ndk/guides/cmake?hl=en
https://juejin.im/post/6844903949074432007
https://www.jianshu.com/p/bd0feaf4c0f9

DEMO: https://github.com/lesliebeijing/LibyuvDemo