DSP

Android Camera HAL浅析

2019-07-13 19:28发布

1、Camera成像原理介绍 Camera工作流程图
Camera的成像原理可以简单概括如下: 景物(SCENE)通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器(Sensor)表面上,然后转为电信号,经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号,再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理,再通过IO接口传输到CPU中处理,通过DISPLAY就可以看到图像了。 电荷耦合器件(CCD)互补金属氧化物半导体(CMOS)接收光学镜头传递来的影像,经模/数转换器(A/D)转换成数字信号,经过编码后存储。 流程如下: 
1)、CCD/CMOS将被摄体的光信号转变为电信号—电子图像(模拟信号) 
2)、由模/数转换器(ADC)芯片来将模拟信号转化为数字信号 
3)、数字信号形成后,由DSP或编码库对信号进行压缩并转化为特定的图像文件格式储存 数码相机的光学镜头与传统相机相同,将影像聚到感光器件上,即(光)电荷耦合器件(CCD) 。CCD替代了传统相机中的感光胶片的位置,其功能是将光信号转换成电信号,与电视摄像相同。 CCD是半导体器件,是数码相机的核心,其内含器件的单元数量决定了数码相机的成像质量——像素,单元越多,即像素数高,成像质量越好,通常情况下像素的高低代表了数码相机的档次和技术指标。
2、Android Camera框架 Android的Camera子系统提供一个拍照和录制视频的框架。 它将Camera的上层应用与Application Framework、用户库串接起来,而正是这个用户库来与Camera的硬件层通信,从而实现操作camera硬件。



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3.Camera HAL层部分 
代码存放目录:hardware k29camera
编译: [cpp] view plaincopy
  1. LOCAL_PATH:= $(call my-dir)  
  2. include $(CLEAR_VARS)  
  3. LOCAL_SRC_FILES:=  
  4.     CameraHal_Module.cpp  
  5.     CameraHal.cpp  
  6.     CameraHal_Utils.cpp  
  7.     MessageQueue.cpp  
  8.     CameraHal_Mem.cpp  
  9. ...................  
  10. ifeq ($(strip $(TARGET_BOARD_HARDWARE)),rk30board)  
  11. LOCAL_MODULE:= camera.rk30board  
为了实现一个具体功能的Camera,在HAL层需要一个硬件相关的Camera库(例如通过调用video for linux驱动程序和Jpeg编码程序实现或者直接用各个chip厂商实现的私有库来实现,比如Qualcomm实现的libcamera.so和libqcamera.so),此处为camera.rk30board.so实现CameraHardwareInterface规定的接口,来调用相关的库,驱动相关的driver,实现对camera硬件的操作。这个库将被Camera的服务库libcameraservice.so调用。
3.1CameraHal_Module.cpp主要是Camera HAL对上层提供的接口,和实际设备无关,上层的本地库都直接调用这个文件里面提供的接口。 [cpp] view plaincopy
  1. static int camera_device_open(const hw_module_t* module, const char* name,  
  2.                 hw_device_t** device);  
  3. static int camera_device_close(hw_device_t* device);  
  4. static int camera_get_number_of_cameras(void);  
  5. static int camera_get_camera_info(int camera_id, struct camera_info *info);  
  6.   
  7.   
  8. static struct hw_module_methods_t camera_module_methods = {  
  9.         open: camera_device_open  
  10. };  
  11.   
  12.   
  13. camera_module_t HAL_MODULE_INFO_SYM = {  
  14.     common: {  
  15.          tag: HARDWARE_MODULE_TAG,  
  16.          version_major: ((CONFIG_CAMERAHAL_VERSION&0xff00)>>8),  
  17.          version_minor: CONFIG_CAMERAHAL_VERSION&0xff,  
  18.          id: CAMERA_HARDWARE_MODULE_ID,  
  19.          name: CAMERA_MODULE_NAME,  
  20.          author: "RockChip",  
  21.          methods: &camera_module_methods,  
  22.          dso: NULL, /* remove compilation warnings */  
  23.          reserved: {0}, /* remove compilation warnings */  
  24.     },  
  25.     get_number_of_cameras: camera_get_number_of_cameras,  
  26.     get_camera_info: camera_get_camera_info,  
  27. };  

//CAMERA_DEVICE_NAME              "/dev/video" 以下都是通过读取节点信息来获取摄像头的数目及摄像头设备信息
[cpp] view plaincopy
  1. int camera_device_close(hw_device_t* device)  
  2. {  
  3.     int ret = 0;  
  4.     rk_camera_device_t* rk_dev = NULL;  
  5.   
  6.     LOGD("%s", __FUNCTION__);  
  7.   
  8.     android::Mutex::Autolock lock(gCameraHalDeviceLock);  
  9.   
  10.     if (!device) {  
  11.         ret = -EINVAL;  
  12.         goto done;  
  13.     }  
  14.   
  15.     rk_dev = (rk_camera_device_t*) device;  
  16.   
  17.     if (rk_dev) {  
  18.         if (gCameraHals[rk_dev->cameraid]) {  
  19.             delete gCameraHals[rk_dev->cameraid];  
  20.             gCameraHals[rk_dev->cameraid] = NULL;  
  21.             gCamerasOpen--;  
  22.         }  
  23.   
  24.         if (rk_dev->base.ops) {  
  25.             free(rk_dev->base.ops);  
  26.         }  
  27.         free(rk_dev);  
  28.     }  
  29. done:  
  30.   
  31.     return ret;  
  32. }  
  33.   
  34. /******************************************************************* 
  35.  * implementation of camera_module functions 
  36.  *******************************************************************/  
  37.   
  38. /* open device handle to one of the cameras 
  39.  * 
  40.  * assume camera service will keep singleton of each camera 
  41.  * so this function will always only be called once per camera instance 
  42.  */  
  43.   
  44. int camera_device_open(const hw_module_t* module, const char* name,  
  45.                 hw_device_t** device)  
  46. {  
  47.     int rv = 0;  
  48.     int cameraid;  
  49.     rk_camera_device_t* camera_device = NULL;  
  50.     camera_device_ops_t* camera_ops = NULL;  
  51.     android::CameraHal* camera = NULL;  
  52.   
  53.     android::Mutex::Autolock lock(gCameraHalDeviceLock);  
  54.   
  55.     LOGI("camera_device open");  
  56.   
  57.     if (name != NULL) {  
  58.         cameraid = atoi(name);  
  59.   
  60.         if(cameraid > gCamerasNumber) {  
  61.             LOGE("camera service provided cameraid out of bounds, "  
  62.                     "cameraid = %d, num supported = %d",  
  63.                     cameraid, gCamerasNumber);  
  64.             rv = -EINVAL;  
  65.             goto fail;  
  66.         }  
  67.   
  68.         if(gCamerasOpen >= CAMERAS_SUPPORTED_SIMUL_MAX) {  
  69.             LOGE("maximum number(%d) of cameras already open",gCamerasOpen);  
  70.             rv = -ENOMEM;  
  71.             goto fail;  
  72.         }  
  73.   
  74.         camera_device = (rk_camera_device_t*)malloc(