カメラ

Androidカメラアーキテクチャの分析



Analysis Android Camera Architecture



1.カメライメージングの原理の紹介

カメラの作業フローチャート



画像

カメラのイメージング原理は次のように要約できます。



シーン（SCENE）がレンズ（LENS）を介して生成した光学画像は、イメージセンサー（Sensor）の表面に投影され、電気信号に変換され、A / D（アナログ-デジタル）によって変換されます。変換）。それはデジタル画像信号になり、処理のためにデジタル信号処理チップ（DSP）に送られ、次に処理のためにIOインターフェースを介してCPUに送信され、画像はDISPLAYを通して見ることができます。

電荷結合デバイス（CCD） または 相補型金属酸化膜半導体（CMOS） 受信光学レンズで透過した画像は、アナログ/デジタルコンバーター（A / D）でデジタル信号に変換され、エンコードされて保存されます。

プロセスは次のとおりです。
1. CCD / CMOSは、被写体の光信号を電気信号、つまり電子画像（アナログ信号）に変換します。
2.アナログ-デジタルコンバーター（ADC）チップによってアナログ信号をデジタル信号に変換します
3.デジタル信号が形成された後、信号はDSPまたはコードライブラリによって圧縮され、保存用に特定の画像ファイル形式に変換されます。



デジタルカメラの光学レンズは従来のカメラと同じであり、画像は感光性デバイス、つまり（写真）電荷結合デバイス（CCD）に焦点を合わせます。 CCDは、従来のカメラの写真フィルムの位置を置き換えるものであり、その機能は、テレビカメラと同じように、光信号を電気信号に変換することです。

CCDはデジタルカメラの中核となる半導体デバイスです。デバイス内のデバイスの数によって、デジタルカメラの画質が決まります。ピクセル数が多いほど、ピクセル数が多くなり、画質が向上します。より良いことに、ピクセルレベルは通常、デジタルカメラのグレードと技術仕様を表します。

2、Androidカメラフレームワーク

Androidのカメラサブシステムは、写真を撮ったりビデオを録画したりするためのフレームワークを提供します。

Cameraの上位アプリケーションをApplicationFrameworkおよびユーザーライブラリに接続し、Cameraのハードウェアレイヤーと通信してカメラハードウェアを操作するのはこのユーザーライブラリです。

画像

3、Androidカメラのコード構造

Androidのカメラコードは主に次のディレクトリにあります。
カメラのJAVA部分
パッケージ/アプリ/カメラ/。その中で、Camera.javaが主要な実装ファイルです。ターゲットにコンパイルされたコンテンツのこの部分はCamera.apkです
com.android.cameraこのパッケージ、いくつかの主要なクラスファイルは次のとおりです。
PhotoViewer：GalleryPicker.java（すべてのコレクション）---> ImageGallery.java（フォルダーの下の画像のリスト）---> ViewImage.java（特定の画像を参照）
VideoPlayer：GalleryPicker.java（すべてのビデオセット）---> MovieView.java（ビデオを参照）
カメラ：Camera.java（カメラのフレーミングと写真の撮影）
VideoCamera：VideoCamera.java（VideoCameraフレーミングとビデオ）

アプリケーション呼び出しの上部のカメラのフレームワーク

base / core / java / android / hardware / Camera.java

目標のこの部分はframework.jarです

カメラのJNI部分
フレームワーク/ベース/コア/jni/android_hardware_Camera.cpp
コンテンツのこの部分は、libandroid_runtime.soになるようにコンパイルされています。

カメラUIライブラリセクション
フレームワーク/ base / libs / ui / camera
このセクションの内容は、ライブラリlibcamera_client.soにコンパイルされます。

カメラサービスセクション
フレームワーク/ベース/カメラ/ libcameraservice /
この部分は、ライブラリlibcameraservice.soにコンパイルされます。

カメラHALレイヤー部分
ハードウェア/ msm7k / libcamera
または
ベンダー/ qcom / android-open / libcamera2
特定のカメラを実装するには、HALレイヤーにハードウェア関連のカメラライブラリが必要です（たとえば、LinuxドライバーおよびJpegエンコーディングプログラムのビデオを呼び出すか、さまざまなチップベンダーを直接使用します）。 Qualcommによって実装されるlibcamera.soやlibqcamera.soなどのプライベートライブラリが実装されます。これは、CameraHardwareInterfaceで指定されたインターフェイスを実装し、関連するライブラリを呼び出し、関連するドライバーを駆動し、カメラハードウェアの操作を実装します。このライブラリは、Cameraのサービスライブラリlibcameraservice.soによって呼び出されます。

保留されています

次の記事では、CameraHALの実装を2つの方法で紹介します。V4l2仕様のQualcommCameraアーキテクチャ（QualcommCameraHardwareおよびmm-camera / mm-Still）に従ってCameraHardwareInterfaceを実装します。もちろん、クアルコムの私立図書館の部分では、不必要なトラブルを避けるために、私が持っていきます。私を許してください！



fslのカメラhalレイヤーは、上位レイヤーから下位レイヤーにパラメーターを設定するためのインターフェースを実装していないため、自分で実装する必要があります。幸い、アプリケーションからhalレイヤーまでのパラメーターは修正されています。そうでない場合、ワークロードはさらに大きくなります。
halレイヤーで関数を呼び出すために設定されたパラメーターはstatus_tCameraHal :: setParameters（const CameraParameters＆params）です。この関数の各パラメーターの設定を実装します。パラメータ設定は、主にCameraParametersクラスを介して実装されます。このクラスを観察することにより、各パラメーターを個別に取得できるget（）関数があります。といった
const char * white_balance = params.get（CameraParameters :: KEY_WHITE_BALANCE）これは、現在のホワイトバランスパラメーターの戻り値です。次に、次のような戻り値に基づいて、どちらが当てはまるかを判断します。
if（strcmp（white_balance、CameraParameters :: WHITE_BALANCE_AUTO）== 0）{//自動ホワイトバランスと判断されただけ
LOGV（ 'white_balance to ioctl is auto！/ n'）
ctl.id = V4L2_CID_AUTO_WHITE_BALANCE //自動ホワイトバランスコマンド、ctlはv4l2_control構造体であり、この構造体は非常に便利です
ctl.value = 1
if（ioctl（camera_device、VIDIOC_S_CTRL、＆ctl）<0){ // Pass the ctl structure through VIDIOC_S_CTRL
LOGE（ '制御の設定に失敗しました/ n'）
//-1を返します
}
} else if（strcmp（white_balance、CameraParameters :: WHITE_BALANCE_INCANDESCENT）== 0）{//白熱モード
LOGV（ 'white_balance to ioctl is incandescent！/ n'）
ctl.id = V4L2_CID_DO_WHITE_BALANCE //他のホワイトバランスの状況ではこのコマンドを使用します
ctl.value = 2 //ユーザーが定義したホワイトバランスモードの数に応じて配置します
if（ioctl（camera_device、VIDIOC_S_CTRL、＆ctl）<0){ // Also pass the ctl structure through VIDIOC_S_CTRL, and then discuss it according to the value value.
LOGE（ '制御の設定に失敗しました/ n'）
//-1を返します
}
}

ドライバーのmxc_v4l2_capture.cファイルのmxc_v4l_ioctlに渡されます。 mxc_v4l_ioctlはmxc_v4l_do_ioctlを呼び出し、mxc_v4l_do_ioctlはコマンドを次のように解釈します
/ *！
* V4l2 VIDIOC_S_CTRL ioctl
* /
ケースVIDIOC_S_CTRL：{
pr_debug（ 'case VIDIOC_S_CTRL / n'）
retval = mxc_v4l2_s_ctrl（cam、arg）
ブレーク
}
これは、mxc_v4l2_s_ctrlに到達する場所です。 mxc_v4l2_s_ctrlでctl.idを呼び出す
スイッチ（c-> id）{
……。
ケースV4L2_CID_AUTO_WHITE_BALANCE：
ipu_csi_enable_mclk_if（CSI_MCLK_I2C、cam-> csi、true、true）
ret = vidioc_int_s_ctrl（cam-> sensor、c）//この関数はov7670ドライバーのs_ctlに対応するv4l2です
ipu_csi_enable_mclk_if（CSI_MCLK_I2C、cam-> csi、false、false）
ブレーク
ケースV4L2_CID_DO_WHITE_BALANCE：
ipu_csi_enable_mclk_if（CSI_MCLK_I2C、cam-> csi、true、true）
ret = vidioc_int_s_ctrl（cam-> sensor、c）
ipu_csi_enable_mclk_if（CSI_MCLK_I2C、cam-> csi、false、false）
ブレーク
……。
ここで、vidioc_int_s_ctrl（）は、ov7670ドライバーに対応するv4l2のioctl_s_ctrlです。スペース上の都合により、特定のコードへの対応方法は掲載しておりません。
ctl構造体のIDに従って実装できます。
スイッチ（vc-> id）{
....。
ケースV4L2_CID_AUTO_WHITE_BALANCE：
retval = ov7670_autowhitebalance（vc-> value）
ブレーク
ケースV4L2_CID_DO_WHITE_BALANCE：
retval = ov7670_dowhitebalance（vc-> value）
ブレーク
……。
ホワイトバランス関数の実装は次のとおりです
static int ov7670_autowhitebalance（int value）
= COM8_AWB //自動ホワイトバランス

msleep（10）/ * FIXME * /
ret + = ov7670_write（ov7670_data.i2c_client、0x01、0x56）
ret + = ov7670_write（ov7670_data.i2c_client、0x02、0x44）
ret + = ov7670_write（ov7670_data.i2c_client、REG_COM8、v）

右に戻る


static int ov7670_dowhitebalance（int value）
{{
unsigned char v = 0
int ret
printk（ '0v7670_dowhitebalance called value：％d / n'、value）
ret = ov7670_read（ov7670_data.i2c_client、REG_COM8、＆v）
if（値）
v＆= 〜COM8_AWB //自動ホワイトバランスをオフにします

msleep（10）/ * FIXME * /
ret + = ov7670_write（ov7670_data.i2c_client、REG_COM8、v）
if（value == 2）// INCANDESCENCE //この値はctlの値です
{{
ret + = ov7670_write（ov7670_data.i2c_client、0x01、0x8c）
ret + = ov7670_write（ov7670_data.i2c_client、0x02、0x59）
} else if（value == 3）// FLUORESCENT
{{
ret + = ov7670_write（ov7670_data.i2c_client、0x01、0x7e）
ret + = ov7670_write（ov7670_data.i2c_client、0x02、0x49）
} else if（value == 4）// DAYLIGHT
{{
ret + = ov7670_write（ov7670_data.i2c_client、0x01、0x52）
ret + = ov7670_write（ov7670_data.i2c_client、0x02、0x66）
}

右に戻る
}
ここで、ox01と0x02は、青赤チャネルのゲインのレジスタです。

上記は、hal層の最終層からセンサーまでのホワイトバランスのパラメーター設定プロセスです。カラー効果、フレーミングモードなどの他のものも同じプロセスです。
フレーミングモードは、ナイトモードなどの特定の条件に応じて設定できます。
色の効果は、主にuvの値を設定することによって実現されます。


転送元：http：//blog.csdn.net/linphusen/article/details/6385236