每週總結20130814——Android NDK環境的搭建和使用，YUV420SP格式圖像的處理

時間 2019-11-11

標籤每週總結 android ndk 環境搭建使用 yuv420sp yuv 格式圖像處理欄目 Android 简体版

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Windows下搭建Android NDK開發環境

更新：比較新的版本的Android NDK都自帶基本的GNU工具鏈，因此不用安裝龐大的cygwin或者MSYS了，直接解壓NDK而後在Eclipse裏配置編譯器就能夠了。html

————————————————————————————————————java

Android NDK須要使用Linux下的make、gdb等開發工具，所以要安裝一個模擬的Linux環境。這裏選擇最經常使用的cygwin。MSYS應該也能夠，不過沒有親自試過，留給有求證精神並鄙視cygwin的龐大和緩慢的Coder去驗證！android

cygwin有本身的安裝器，至關於Linux發行版下的包管理器，用來管理軟件。打開後選擇從網絡安裝，選擇一個合適的鏡像，偷懶的話直接把Devel分類下的軟件所有選上，點擊下一步後這個包管理器會本身解決各類亂七八糟的依賴關係，給你下載安裝幾個G的軟件包。若是有潔癖或者網絡不給力，能夠本身慢慢選擇要裝哪些軟件，這樣裝的東西會少不少。順便吐槽一句，cygwin的這個圖形化包管理器體驗真是渣，快裝完的時候有個選項沒看清，手賤點了一下上一步，我再次點擊下一步的時候它就給我卸載又從新安裝配置了一遍，因而又多花了十幾分鍾。。。有沒有省事點的像aptitude這樣牛氣哄哄的工具？bash

裝完cygwin後還要簡單地配置一下。首先請下載最新版本的Android NDK並解壓，解壓後的路徑名不能包含空格！這是NDK本身的硬性規定，否則就等着出錯吧……這些準備好後打開cygwin terminal。這貨雖然不如Linux下各類功能強大的Terminal，但比Windows的cmd順眼多了。首先看看你的home目錄準備好了沒有，方法很簡單，輸入echo ~便可。若是輸出的目錄相似於/home/xxx，那就沒問題了；若是輸出是Windows用戶的home目錄，那就打開Windows環境變量設置，刪掉home變量(我覺得會對Windows系統有影響的，刪掉後發現沒有可見的變化……)，而後在cygwin根目錄的home目錄下創建一個與你當前登陸Windows的用戶名同名的文件夾。重啓cygwin terminal後，再次輸入echo ~檢查，能夠看到cygwin已經將home目錄重定向到你新建的文件夾。網絡

接下來把/etc/defaults/etc/skel目錄下的.bash_profile、.bashrc、.inputrc這幾個文件複製到本身的home目錄下，而後在.bash_profile文件結尾添加相似的兩句：函數

NDK=/cygdrive/d/android-ndk/android-ndk-r9/ ##這裏是ndk的目錄，我是註釋，你看不見我！
export NDK工具

這幾句是給cygwin設置環境變量。/cygdrive/d/對應Windows的D盤，其餘盤依此類推。熟悉Linux環境的朋友用terminal能夠輕鬆完成這幾步，不熟悉也不要緊，默默地複製粘貼文件而後用記事本打開文件編輯吧，哈哈~開發工具

作完上面的幾步，NDK環境基本搞定，接下來能夠簡單測試一下。在terminal中執行cd $NDK/samples/hello-jni/，而後再執行../../ndk-build，若是看到這樣的測試

那麼恭喜你，你的環境搭建完成~ui

Eclipse環境下使用Android NDK

環境搭建好後我還惆悵了一陣子，Google就給了hello-jni這麼一個破例子，NDK到底怎麼使？繼續查了不少資料終於有了眉目。在hello-jni工程的jni目錄下，有Android.mk這樣一個文件，這其實就是一個Makefile文件。這個文件可謂麻雀雖小，五臟俱全，該有的都有了，能夠成爲很好的範本和copy對象。接下來在Eclipse下打開咱們本身的Android工程，已有的或者新建的都行。在Project Explorer下右鍵選中工程打開Properties，而後找到Builders。這裏列舉了一個Android工程在編譯時用到的一些工具。接下來咱們選中New，選擇Program類型，接下來就是具體的設置了。貼圖以示清白:

Name能夠隨便取，具體的Location就要按照本身的安裝路徑設置。最後的Arguments比較長，個人是這樣的--login -c "cd '${project_loc}' && $NDK/ndk-build NDK_DEBUG=1"，其中NDK_DEBUG=1是設置編譯出來的so文件是Debug版本，不須要的能夠去掉這一句。

接下來在Android工程目錄下新建一個文件夾jni，這個文件夾主要是存放mk文件和C/CPP的代碼文件。因而別猶豫，趕忙把hello-jni給的Android.mk文件複製進去。

在Android工程下新建一個Java文件TestJni.java:

public class TestJni {
    public native void test();
   
    static {
        System.loadLibrary("testjni");
    }
}

而後把Android.mk文件的LOCAL_MODULE對應的值改爲testjni。LOCAL_SRC_FILES這個選項是指所用到的C/CPP代碼文件。Jni的C/CPP代碼有其固定格式，得先用javah工具生成頭文件，而後按照頭文件的函數聲明來寫具體代碼。關於javah命令的使用，能夠查閱jni的有關資料，這裏再也不贅述。這裏有篇很實用的文章，提到的錯誤基本人人都會犯一遍：《用javah 導出類的頭文件，常見的錯誤及正確的使用方法》。

正確生成頭文件，而後按照頭文件中的聲明格式寫C/CPP文件，把頭文件和C/CPP文件添加到Android工程的jni目錄裏，最後點Run As Android Application，這些代碼就會被編譯成so文件，在Java代碼中經過native方法能夠方便調用。

YUV420SP格式圖像的旋轉及矩形區域的截取

YUV420SP，即所謂的NV21格式，是Android系統中攝像設備的預覽數據的默認格式。Android API中有個方法Camera.Parameters.setPreviewFormat(int pixel_format)，用來設置預覽數據的格式。嘗試過設置其餘如jpeg、png等更省事的格式，但在運行中都會報錯，仔細查閱API文檔，有這麼一句:It is strongly recommended that either NV21 or YV12 is used, since they are supported by all camera devices.這才知道不一樣Android設備支持的格式可能不同，但NV21和YV12是全部設備都支持的格式。接下來將以默認的格式NV21爲例。

在ARGB顏色模式下的圖像操做都很是輕鬆，由於每一個像素的顏色都用一個32位的整型數表示，按空間順序排列，很是符合人的正常思惟。但NV21格式的圖像數據就有點繞了，把Y和UV放到了兩個平面上，UV的採樣頻率的總和還只有Y的一半，平均下來一個像素佔用12位。NV21格式的具體介紹能夠從下面的參考文章找到，這裏再也不贅述，總之這個格式折騰了我很久…

下面是一段在YUV420SP格式下截取矩形圖像區域的代碼，邏輯簡單明瞭，但細節處容易出錯。僅供參考：

void getTargetRect(byte[] src, byte[] dst, int srcW, int srcH, int startW,
            int startH, int dstW, int dstH) {
        if (src == null || dst == null || srcW < 1 || srcH < 1 || startW < 0
                || startH < 0 || dstW < 1 || dstH < 1 || startW + dstW > srcW
                || startH + dstH > srcH)
            return;

        int srcFrameSize = (srcW * srcH * 3) >> 1;
        int dstFrameSize = (dstW * dstH * 3) >> 1;

        for (int j = startH; j < startH + dstH; ++j) {
            int jOffset = j - startH;
            int srcUv = srcFrameSize + (j >> 1) * srcW;
            int dstUv = dstFrameSize + (jOffset >> 1) * dstW;
            for (int i = startW; i < startW + dstW; i += 2) {
                int iOffset = i - startW;
                dst[jOffset * dstW + iOffset] = src[j * srcW + i];
                dst[jOffset * dstW + iOffset] = src[j * srcW + i + 1];
                if ((jOffset & 1)==0) {
                    dst[dstUv + iOffset] = src[srcUv + i];
                    dst[dstUv + iOffset + 1] = src[srcUv + i + 1];
                }
            }
        }
    }

有關圖像旋轉，參考文章[2]已經給出實現代碼，須要注意的問題是旋轉的方向，旋轉的方向能夠經過改變循環係數的增減方向來改變。

有意義的參考文章：

[1]原YUV格式的解析 Android NV21 視頻採集

[2]圖文詳解YUV420數據格式