注: このページでは、Camera2 パッケージについて説明します。アプリで Camera2 の特定の低レベルの機能を必要とする場合を除き、CameraX を使用することをおすすめします。CameraX と Camera2 は、どちらも Android 5.0(API レベル 21)以降に対応しています。
カメラアプリは、複数のフレーム ストリームを同時に使用できます。イン 場合によっては、ストリームが異なれば、必要なフレーム解像度やピクセルも 使用できます。一般的なユースケースは次のとおりです。
- 動画の録画: プレビュー用のストリームと、エンコードして保存されるストリーム 必要があります。
- バーコード スキャン: プレビュー用のストリーム、バーコード検出用のストリーム。
- 計算写真学: プレビュー用に 1 つ、顔やシーン用に 1 つのストリーム できます。
フレームの処理時にパフォーマンス コストが膨大になります。 何倍になります
CPU、GPU、DSP などのリソースは、 フレームワークの再処理 メモリなどのリソースは直線的に増加します。
リクエストごとに複数のターゲット
複数のカメラ ストリームを 1 つの
CameraCaptureRequest
。
次のコード スニペットは、1 つの ID を持つカメラ セッションを設定する方法を示しています。
別のストリームを画像処理に使用することもできます。
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);
ターゲット サーフェスを正しく設定すれば、このコードで
最小 FPS を満たすストリームを配信する必要があります。
StreamComfigurationMap.GetOutputMinFrameDuration(int, Size)
および
StreamComfigurationMap.GetOutputStallDuration(int, Size)
。
実際のパフォーマンスはデバイスによって異なりますが、Android では、
3 つの可変要素に応じて、特定の組み合わせがサポートされるようになります。
出力タイプ、出力サイズ、ハードウェア レベルです。
サポートされていない変数の組み合わせを使用すると、低フレームレートで動作する場合があります。
失敗すると、失敗を示すコールバックの 1 つがトリガーされます。
createCaptureSession
のドキュメント
では、確実に機能する仕組みについて説明します。
出力タイプ
出力タイプとは、フレームがエンコードされる形式のことです。「
PRIV、YUV、JPEG、RAW があります「
createCaptureSession
説明します。
アプリケーションの出力タイプを選択するときに、目的が
対応してから、
ImageFormat.YUV_420_888
フレーム分析や
ImageFormat.JPEG
(静止画)
作成します。プレビューと録画のシナリオでは、
SurfaceView
TextureView
,
MediaRecorder
,
MediaCodec
RenderScript.Allocation
イン
画像形式を指定しないでください。互換性を確保するため、
ImageFormat.PRIVATE
内部的に使用されている実際の形式にかかわらず、サポートされている形式をクエリするには
デバイスごとの
CameraCharacteristics
次のコードを使用します。
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();
出力サイズ
使用可能な出力サイズの一覧は、
StreamConfigurationMap.getOutputSizes()
、
互換性に関連するのは PREVIEW
と MAXIMUM
の 2 つだけです。サイズ
指定します。サイズが PREVIEW
のものが機能する場合、
PREVIEW
より小さいサイズも使用できます。MAXIMUM
についても同様です。「
「
CameraDevice
ご覧ください
使用可能な出力サイズは、選択した形式によって異なります。与えられた
CameraCharacteristics
使用可能な出力サイズを照会するには、次のようにします。
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);
カメラ プレビューと録画のユースケースでは、ターゲット クラスを使用して決定する 指定します。形式はカメラ フレームワーク自体によって処理されます。
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);
MAXIMUM
サイズを取得するには、出力サイズをエリアで並べ替えて、最も大きい値を返します。
1 つ:
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
は、デバイスの画面解像度または
1080p(1920x1080)のいずれか小さい方アスペクト比が
そのため、必要に応じてレターボックス表示や
ストリームに合わせてトリミングし
全画面表示モードで表示します適切な
使用可能な出力サイズとディスプレイ サイズを比較し、
ディスプレイが回転する可能性があることを考慮に入れる必要があります。
次のコードは、サイズ調整を行うヘルパークラス SmartSize
を定義しています。
比較が少し簡単になります。
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; }
サポートされているハードウェア レベルを確認する
実行時に利用できる機能を判断するには、サポートされているハードウェアを確認する
使用する
CameraCharacteristics.INFO_SUPPORTED_HARDWARE_LEVEL
。
CameraCharacteristics
次のように、1 つのステートメントでハードウェア レベルを取得できます。
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);
すべての要素を組み合わせる
出力タイプ、出力サイズ、ハードウェア レベルから、
ストリームの組み合わせが有効です。次のグラフは、Chronicle の
次を含む CameraDevice
でサポートされる構成
LEGACY
保護します。
ターゲット 1 | ターゲット 2 | ターゲット 3 | サンプル ユースケース | |||
---|---|---|---|---|---|---|
タイプ | 最大サイズ | タイプ | 最大サイズ | タイプ | 最大サイズ | |
PRIV |
MAXIMUM |
シンプル プレビュー、GPU 動画処理、プレビューなし録画。 | ||||
JPEG |
MAXIMUM |
ビューファインダーのない静止画像のキャプチャ。 | ||||
YUV |
MAXIMUM |
アプリ内での動画/画像処理。 | ||||
PRIV |
PREVIEW |
JPEG |
MAXIMUM |
標準的な静止画像処理。 | ||
YUV |
PREVIEW |
JPEG |
MAXIMUM |
アプリ内処理と静止画撮影。 | ||
PRIV |
PREVIEW |
PRIV |
PREVIEW |
標準の録音。 | ||
PRIV |
PREVIEW |
YUV |
PREVIEW |
プレビューとアプリ内処理 | ||
PRIV |
PREVIEW |
YUV |
PREVIEW |
プレビューとアプリ内処理 | ||
PRIV |
PREVIEW |
YUV |
PREVIEW |
JPEG |
MAXIMUM |
静止画撮影とアプリ内処理 |
LEGACY
は、可能な限り低いハードウェア レベルです。この表からわかるのは
Camera2(API レベル 21 以降)をサポートするデバイスでは、
同時ストリーミングを複数のストリーミングで
シームレスに実行できるようになります
パフォーマンスを制限するオーバーヘッド(メモリ、CPU、温度の制約など)が含まれます。
アプリはターゲティング出力バッファも構成する必要があります。たとえば、
LEGACY
ハードウェア レベルのデバイスをターゲットにする場合は、2 つのターゲット出力を設定できます。
1 つは ImageFormat.PRIVATE
を使用し、もう 1 つは使用しています。
ImageFormat.YUV_420_888
。この組み合わせは、
PREVIEW
サイズ。このトピックで前に定義した関数を使用して、
カメラ ID に必要なプレビュー サイズを使用するには、次のコードが必要です。
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);
次のコールバックを使用して、SurfaceView
の準備が整うまで待機する必要があります。
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 } ... });
次のように呼び出して、SurfaceView
をカメラ出力サイズに強制的に一致させることができます。
SurfaceHolder.setFixedSize()
同様のアプローチを
Common の AutoFitSurfaceView
モジュール
GitHub に用意されているカメラサンプルのうちの 1 つで、
アスペクト比と利用可能なスペースの両方を考慮して、
アクティビティの変更がトリガーされたタイミングを調整します。
他のサーフェスを
目的の形式の ImageReader
待機するコールバックがないため、簡単です。
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);
ImageReader
などのブロッキング ターゲット バッファを使用する場合、次の後のフレームを破棄する
説明します。
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);
LEGACY
ハードウェア レベルは、最小公分母デバイスをターゲットにします。Google Chat では
条件分岐を追加し、いずれかの出力ターゲットに RECORD
サイズを使用する
ハードウェア レベルが LIMITED
のデバイスで
ハードウェア レベルが FULL
のデバイスの場合は MAXIMUM
サイズ。