Android OpenCV攝像頭橫豎屏問題的解決是怎樣的

Android OpenCV攝像頭橫豎屏問題的解決是怎樣的

在Android開發中，使用OpenCV進行圖像處理時，攝像頭的橫豎屏問題是一個常見的挑戰。由于Android設備的屏幕方向可以自由切換，而OpenCV默認的攝像頭預覽方向可能與設備的屏幕方向不一致，導致預覽圖像出現旋轉或拉伸等問題。本文將詳細介紹如何解決Android OpenCV攝像頭橫豎屏問題，并提供相應的代碼示例。

1. 問題描述

在Android設備上，攝像頭的默認方向通常是橫向的（Landscape），而大多數Android設備的屏幕方向是縱向的（Portrait）。當我們在縱向屏幕上使用OpenCV進行攝像頭預覽時，預覽圖像可能會出現以下問題：

1. 圖像旋轉：預覽圖像可能會旋轉90度或270度，導致圖像方向不正確。
2. 圖像拉伸：預覽圖像可能會被拉伸或壓縮，導致圖像變形。

這些問題不僅影響用戶體驗，還可能導致后續圖像處理算法的準確性下降。因此，解決攝像頭橫豎屏問題是使用OpenCV進行Android開發的關鍵步驟之一。

2. 解決思路

要解決Android OpenCV攝像頭橫豎屏問題，我們需要從以下幾個方面入手：

1. 獲取攝像頭方向：通過Android的Camera或Camera2 API獲取攝像頭的方向信息。
2. 調整預覽方向：根據設備的屏幕方向和攝像頭方向，調整OpenCV的預覽方向。
3. 處理圖像數據：在圖像處理過程中，確保圖像的方向和比例正確。

下面我們將詳細介紹每個步驟的實現方法。

3. 獲取攝像頭方向

在Android中，攝像頭的方向信息可以通過Camera或Camera2 API獲取。以Camera API為例，我們可以通過Camera.CameraInfo類獲取攝像頭的方向信息。

Camera.CameraInfo cameraInfo = new Camera.CameraInfo();
Camera.getCameraInfo(cameraId, cameraInfo);
int cameraOrientation = cameraInfo.orientation;

cameraOrientation表示攝像頭的方向，通常為0、90、180或270度。這個值表示攝像頭圖像相對于設備自然方向（通常是橫向）的旋轉角度。

4. 調整預覽方向

在獲取了攝像頭的方向信息后，我們需要根據設備的屏幕方向調整OpenCV的預覽方向。Android設備的屏幕方向可以通過Activity的getWindowManager().getDefaultDisplay().getRotation()方法獲取。

int rotation = 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;
}

接下來，我們需要根據攝像頭的方向和設備的屏幕方向計算出正確的預覽方向。

int result;
if (cameraInfo.facing == Camera.CameraInfo.CAMERA_FACING_FRONT) {
    result = (cameraOrientation + degrees) % 360;
    result = (360 - result) % 360;  // compensate for the mirror effect
} else {  // back-facing
    result = (cameraOrientation - degrees + 360) % 360;
}

最后，我們可以通過Camera.setDisplayOrientation()方法設置預覽方向。

Camera camera = Camera.open(cameraId);
camera.setDisplayOrientation(result);

5. 處理圖像數據

在調整了預覽方向后，我們還需要確保OpenCV處理的圖像數據方向正確。OpenCV的CameraBridgeViewBase類提供了onCameraFrame()方法，我們可以在這個方法中對圖像數據進行處理。

@Override
public Mat onCameraFrame(CameraBridgeViewBase.CvCameraViewFrame inputFrame) {
    Mat rgba = inputFrame.rgba();
    // 根據預覽方向旋轉圖像
    if (result == 90) {
        Core.transpose(rgba, rgba);
        Core.flip(rgba, rgba, 1);
    } else if (result == 180) {
        Core.flip(rgba, rgba, -1);
    } else if (result == 270) {
        Core.transpose(rgba, rgba);
        Core.flip(rgba, rgba, 0);
    }
    return rgba;
}

在上述代碼中，我們根據result的值對圖像進行旋轉和翻轉操作，以確保圖像方向正確。

6. 完整代碼示例

下面是一個完整的代碼示例，展示了如何解決Android OpenCV攝像頭橫豎屏問題。

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements CameraBridgeViewBase.CvCameraViewListener2 {

    private CameraBridgeViewBase mOpenCvCameraView;
    private int cameraId = Camera.CameraInfo.CAMERA_FACING_BACK;
    private int result;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        mOpenCvCameraView = findViewById(R.id.camera_view);
        mOpenCvCameraView.setVisibility(SurfaceView.VISIBLE);
        mOpenCvCameraView.setCvCameraViewListener(this);

        // 獲取攝像頭方向
        Camera.CameraInfo cameraInfo = new Camera.CameraInfo();
        Camera.getCameraInfo(cameraId, cameraInfo);
        int cameraOrientation = cameraInfo.orientation;

        // 獲取設備屏幕方向
        int rotation = 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;
        }

        // 計算預覽方向
        if (cameraInfo.facing == Camera.CameraInfo.CAMERA_FACING_FRONT) {
            result = (cameraOrientation + degrees) % 360;
            result = (360 - result) % 360;  // compensate for the mirror effect
        } else {  // back-facing
            result = (cameraOrientation - degrees + 360) % 360;
        }

        // 設置預覽方向
        Camera camera = Camera.open(cameraId);
        camera.setDisplayOrientation(result);
    }

    @Override
    public void onCameraViewStarted(int width, int height) {
        // 攝像頭預覽開始
    }

    @Override
    public void onCameraViewStopped() {
        // 攝像頭預覽停止
    }

    @Override
    public Mat onCameraFrame(CameraBridgeViewBase.CvCameraViewFrame inputFrame) {
        Mat rgba = inputFrame.rgba();
        // 根據預覽方向旋轉圖像
        if (result == 90) {
            Core.transpose(rgba, rgba);
            Core.flip(rgba, rgba, 1);
        } else if (result == 180) {
            Core.flip(rgba, rgba, -1);
        } else if (result == 270) {
            Core.transpose(rgba, rgba);
            Core.flip(rgba, rgba, 0);
        }
        return rgba;
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        if (mOpenCvCameraView != null) {
            mOpenCvCameraView.enableView();
        }
    }

    @Override
    protected void onPause() {
        super.onPause();
        if (mOpenCvCameraView != null) {
            mOpenCvCameraView.disableView();
        }
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        if (mOpenCvCameraView != null) {
            mOpenCvCameraView.disableView();
        }
    }
}

7. 總結

通過上述步驟，我們可以有效地解決Android OpenCV攝像頭橫豎屏問題。關鍵在于獲取攝像頭的方向信息，并根據設備的屏幕方向調整預覽方向。此外，我們還需要在圖像處理過程中確保圖像的方向和比例正確。通過這些方法，我們可以在Android設備上實現穩定、準確的OpenCV攝像頭預覽和圖像處理。

希望本文對你在Android開發中使用OpenCV解決攝像頭橫豎屏問題有所幫助。如果你有任何問題或建議，歡迎在評論區留言討論。