OpenCV4Android中如何运用手机摄像头获取Canny边缘

发布时间：2021-12-15 18:07:16 作者：柒染
来源：亿速云阅读：356

OpenCV4Android中如何运用手机摄像头获取Canny边缘

引言
OpenCV4Android简介
环境搭建
- 安装Android Studio
- 配置OpenCV库
项目创建与配置
- 创建新项目
- 导入OpenCV库
摄像头权限与初始化
- 获取摄像头权限
- 初始化摄像头
图像处理与Canny边缘检测
优化与性能提升
- 图像分辨率调整
- 多线程处理
常见问题与解决方案
总结

引言

在移动应用开发中，图像处理是一个非常重要的领域。随着智能手机摄像头性能的不断提升，开发者可以利用手机摄像头进行各种复杂的图像处理任务。OpenCV（Open Source Computer Vision Library）是一个开源的计算机视觉库，提供了丰富的图像处理功能。本文将详细介绍如何在Android平台上使用OpenCV4Android库，通过手机摄像头获取Canny边缘。

OpenCV4Android简介

OpenCV4Android是OpenCV库的Android版本，专门为Android平台优化。它提供了Java和C++接口，开发者可以根据需求选择合适的接口进行开发。OpenCV4Android支持多种图像处理算法，包括边缘检测、特征提取、目标跟踪等。

环境搭建

安装Android Studio

首先，确保你已经安装了Android Studio。Android Studio是Google官方推荐的Android应用开发工具，提供了强大的代码编辑、调试和性能分析功能。

访问Android Studio官网下载最新版本的Android Studio。
按照安装向导完成安装。

配置OpenCV库

下载OpenCV4Android SDK。你可以从OpenCV官网下载最新版本的OpenCV4Android SDK。
解压下载的SDK包，找到opencv-android-sdk文件夹。

项目创建与配置

创建新项目

打开Android Studio，点击Start a new Android Studio project。
选择Empty Activity模板，点击Next。
输入项目名称，例如OpenCVCannyEdgeDetection，选择保存路径，点击Finish。

导入OpenCV库

在Android Studio中，打开File -> New -> Import Module。
选择opencv-android-sdk/sdk/java路径，点击Finish。

在build.gradle文件中添加OpenCV库的依赖：


dependencies {
   implementation project(':opencv')
}

同步项目，确保OpenCV库成功导入。

摄像头权限与初始化

获取摄像头权限

在AndroidManifest.xml文件中添加摄像头权限：

<uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" />

初始化摄像头

在MainActivity.java中，添加摄像头初始化代码： “`java import android.Manifest; import android.content.pm.PackageManager; import android.hardware.Camera; import android.os.Bundle; import android.support.v4.app.ActivityCompat; import android.support.v4.content.ContextCompat; import android.support.v7.app.AppCompatActivity; import android.view.SurfaceView; import android.widget.FrameLayout;

public class MainActivity extends AppCompatActivity { private Camera mCamera; private SurfaceView mPreview; private FrameLayout mFrameLayout;

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

       mFrameLayout = findViewById(R.id.camera_preview);

       if (ContextCompat.checkSelfPermission(this, Manifest.permission.CAMERA)
               != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
           ActivityCompat.requestPermissions(this, new String[]{Manifest.permission.CAMERA}, 1);
       } else {
           initializeCamera();
       }
   }

   private void initializeCamera() {
       mCamera = Camera.open();
       mPreview = new CameraPreview(this, mCamera);
       mFrameLayout.addView(mPreview);
   }

}


2. 创建`CameraPreview`类，用于显示摄像头预览：
   ```java
   import android.content.Context;
   import android.hardware.Camera;
   import android.view.SurfaceHolder;
   import android.view.SurfaceView;

   public class CameraPreview extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback {
       private SurfaceHolder mHolder;
       private Camera mCamera;

       public CameraPreview(Context context, Camera camera) {
           super(context);
           mCamera = camera;
           mHolder = getHolder();
           mHolder.addCallback(this);
           mHolder.setType(SurfaceHolder.SURFACE_TYPE_PUSH_BUFFERS);
       }

       @Override
       public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
           try {
               mCamera.setPreviewDisplay(holder);
               mCamera.startPreview();
           } catch (Exception e) {
               e.printStackTrace();
           }
       }

       @Override
       public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {
           if (mHolder.getSurface() == null) {
               return;
           }

           try {
               mCamera.stopPreview();
           } catch (Exception e) {
               e.printStackTrace();
           }

           try {
               mCamera.setPreviewDisplay(mHolder);
               mCamera.startPreview();
           } catch (Exception e) {
               e.printStackTrace();
           }
       }

       @Override
       public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
           // Release the camera preview
       }
   }

图像处理与Canny边缘检测

图像捕获与显示

在MainActivity.java中，添加图像捕获代码： “`java import android.graphics.Bitmap; import android.graphics.BitmapFactory; import android.hardware.Camera; import android.os.Environment; import android.util.Log; import android.widget.ImageView;

public class MainActivity extends AppCompatActivity { private Camera mCamera; private SurfaceView mPreview; private FrameLayout mFrameLayout; private ImageView mImageView;

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

       mFrameLayout = findViewById(R.id.camera_preview);
       mImageView = findViewById(R.id.image_view);

       if (ContextCompat.checkSelfPermission(this, Manifest.permission.CAMERA)
               != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
           ActivityCompat.requestPermissions(this, new String[]{Manifest.permission.CAMERA}, 1);
       } else {
           initializeCamera();
       }
   }

   private void initializeCamera() {
       mCamera = Camera.open();
       mPreview = new CameraPreview(this, mCamera);
       mFrameLayout.addView(mPreview);

       mCamera.setPreviewCallback(new Camera.PreviewCallback() {
           @Override
           public void onPreviewFrame(byte[] data, Camera camera) {
               Camera.Size size = camera.getParameters().getPreviewSize();
               Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(data, 0, data.length);
               mImageView.setImageBitmap(bitmap);
           }
       });
   }

}


### Canny边缘检测算法

Canny边缘检测是一种多阶段的边缘检测算法，主要包括以下几个步骤：
1. 高斯滤波：去除图像噪声。
2. 计算梯度：使用Sobel算子计算图像的梯度幅值和方向。
3. 非极大值抑制：保留梯度幅值最大的像素，抑制其他像素。
4. 双阈值检测：通过高低阈值确定边缘。

### 实现Canny边缘检测

1. 在`MainActivity.java`中，添加Canny边缘检测代码：
   ```java
   import org.opencv.core.Core;
   import org.opencv.core.CvType;
   import org.opencv.core.Mat;
   import org.opencv.core.Scalar;
   import org.opencv.core.Size;
   import org.opencv.android.Utils;
   import org.opencv.imgproc.Imgproc;

   public class MainActivity extends AppCompatActivity {
       private Camera mCamera;
       private SurfaceView mPreview;
       private FrameLayout mFrameLayout;
       private ImageView mImageView;

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

           mFrameLayout = findViewById(R.id.camera_preview);
           mImageView = findViewById(R.id.image_view);

           if (ContextCompat.checkSelfPermission(this, Manifest.permission.CAMERA)
                   != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
               ActivityCompat.requestPermissions(this, new String[]{Manifest.permission.CAMERA}, 1);
           } else {
               initializeCamera();
           }
       }

       private void initializeCamera() {
           mCamera = Camera.open();
           mPreview = new CameraPreview(this, mCamera);
           mFrameLayout.addView(mPreview);

           mCamera.setPreviewCallback(new Camera.PreviewCallback() {
               @Override
               public void onPreviewFrame(byte[] data, Camera camera) {
                   Camera.Size size = camera.getParameters().getPreviewSize();
                   Mat rgba = new Mat(size.height, size.width, CvType.CV_8UC4);
                   Mat gray = new Mat(size.height, size.width, CvType.CV_8UC1);
                   Mat edges = new Mat(size.height, size.width, CvType.CV_8UC1);

                   Utils.bitmapToMat(BitmapFactory.decodeByteArray(data, 0, data.length), rgba);
                   Imgproc.cvtColor(rgba, gray, Imgproc.COLOR_RGBA2GRAY);
                   Imgproc.Canny(gray, edges, 50, 150);

                   Bitmap resultBitmap = Bitmap.createBitmap(edges.cols(), edges.rows(), Bitmap.Config.ARGB_8888);
                   Utils.matToBitmap(edges, resultBitmap);
                   mImageView.setImageBitmap(resultBitmap);
               }
           });
       }
   }

优化与性能提升

图像分辨率调整

为了提升性能，可以降低图像的分辨率。在Camera.Parameters中设置预览尺寸：

Camera.Parameters parameters = mCamera.getParameters();
parameters.setPreviewSize(640, 480);
mCamera.setParameters(parameters);

多线程处理

为了避免UI线程阻塞，可以将图像处理任务放在后台线程中执行：

private class ImageProcessingTask extends AsyncTask<byte[], Void, Bitmap> {
    @Override
    protected Bitmap doInBackground(byte[]... data) {
        Camera.Size size = mCamera.getParameters().getPreviewSize();
        Mat rgba = new Mat(size.height, size.width, CvType.CV_8UC4);
        Mat gray = new Mat(size.height, size.width, CvType.CV_8UC1);
        Mat edges = new Mat(size.height, size.width, CvType.CV_8UC1);

        Utils.bitmapToMat(BitmapFactory.decodeByteArray(data[0], 0, data[0].length), rgba);
        Imgproc.cvtColor(rgba, gray, Imgproc.COLOR_RGBA2GRAY);
        Imgproc.Canny(gray, edges, 50, 150);

        Bitmap resultBitmap = Bitmap.createBitmap(edges.cols(), edges.rows(), Bitmap.Config.ARGB_8888);
        Utils.matToBitmap(edges, resultBitmap);
        return resultBitmap;
    }

    @Override
    protected void onPostExecute(Bitmap resultBitmap) {
        mImageView.setImageBitmap(resultBitmap);
    }
}

常见问题与解决方案

摄像头无法启动

检查摄像头权限是否已授予。
确保设备支持摄像头功能。

图像处理延迟

降低图像分辨率。
使用多线程处理图像。

Canny边缘检测效果不佳

调整Canny算法的阈值参数。
对图像进行预处理，如高斯滤波。

总结

本文详细介绍了如何在Android平台上使用OpenCV4Android库，通过手机摄像头获取Canny边缘。从环境搭建、项目创建、摄像头初始化到图像处理和Canny边缘检测的实现，涵盖了整个开发流程。通过优化图像分辨率和多线程处理，可以显著提升应用的性能。希望本文能为你在Android图像处理开发中提供有价值的参考。

OpenCV4Android中如何运用手机摄像头获取Canny边缘

OpenCV4Android中如何运用手机摄像头获取Canny边缘

目录

引言

OpenCV4Android简介

环境搭建

安装Android Studio

配置OpenCV库

项目创建与配置

创建新项目

导入OpenCV库

摄像头权限与初始化

获取摄像头权限

初始化摄像头

图像处理与Canny边缘检测

图像捕获与显示

优化与性能提升

图像分辨率调整

多线程处理

常见问题与解决方案

摄像头无法启动

图像处理延迟

Canny边缘检测效果不佳

总结

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