Внешние USB-камеры

Платформа Android поддерживает использование USB-камер с функцией Plug-and-Play (то есть веб-камер) с использованием стандартного API-интерфейса Android Camera2 и интерфейса камеры HAL . Веб-камеры обычно поддерживают драйверы USB-видеокласса (UVC) , а в Linux для управления камерами UVC используется стандартный драйвер Video4Linux (V4L) .

Благодаря поддержке веб-камер устройства можно использовать в простых случаях, таких как видеочаты и фотокиоски. Эта функция не заменяет типичные HAL внутренней камеры на телефонах Android и не предназначена для поддержки сложных задач, требующих высокой производительности, включая высокоскоростную потоковую передачу с высоким разрешением, дополненную реальность и ручное управление интернет-провайдером, датчиком или объективом.

Процесс HAL USB-камеры является частью поставщика внешней камеры, который отслеживает доступность USB-устройства и соответствующим образом перечисляет внешние устройства камеры. У процесса есть разрешения и политика SE, аналогичная процессу HAL встроенной камеры. Сторонним приложениям веб-камеры, которые напрямую взаимодействуют с USB-устройствами, требуются те же разрешения камеры для доступа к устройствам UVC, что и любому обычному приложению камеры.

Примеры и источники

Дополнительные сведения о реализации USB-камер см. в справочной реализации поставщика внешних камер на странице ExternalCameraProvider . Устройство внешней камеры и реализации сеанса включены в ExternalCameraDevice и ExternalCameraDeviceSession . Начиная с уровня API 28, клиентский API Java включает EXTERNAL аппаратный уровень.

Выполнение

Реализация должна поддерживать системную функцию android.hardware.usb.host .

Также необходимо включить поддержку ядра для устройств UVC. Вы можете включить это, добавив следующее в соответствующие файлы defconfig ядра.

+CONFIG_USB_VIDEO_CLASS=y
+CONFIG_MEDIA_USB_SUPPORT=y

Чтобы включить поставщика внешней камеры в соответствующей сборке устройства, которая добавляет необходимые разрешения SELinux, конфигурацию внешней камеры и зависимость от поставщика внешней камеры, выполните следующие шаги:

  • Добавьте файл конфигурации внешней камеры и библиотеку внешней камеры в device.mk .

    +PRODUCT_PACKAGES += android.hardware.camera.provider-V1-external-service

+PRODUCT_COPY_FILES += \
+device/manufacturerX/productY/external_camera_config.xml:$(TARGET_COPY_OUT_VENDOR)/etc/external_camera_config.xml

  • Добавьте имя поставщика внешней камеры в манифест Treble HAL устройства.

    <hal format="aidl">
    <name>android.hardware.camera.provider</name>
    <version>1</version>
    <interface>
        <name>ICameraProvider</name>
        <instance>internal/0</instance>
+       <instance>external/0</instance>
    </interface>
</hal>

  • (Необязательно) Если устройство работает в режиме сквозной передачи Treble, обновите sepolicy , чтобы cameraserver мог получить доступ к камере UVC.

    +# for external camera
+allow cameraserver device:dir r_dir_perms;
+allow cameraserver video_device:dir r_dir_perms;
+allow cameraserver video_device:chr_file rw_file_perms;

Вот пример файла external_camera_config.xml (строки об авторских правах опущены). 

<ExternalCamera>
    <Provider>
        <ignore> <!-- Internal video devices to be ignored by external camera HAL -->
            <id>0</id> <!-- No leading/trailing spaces -->
            <id>1</id>
        </ignore>
    </Provider>
    <!-- See ExternalCameraUtils.cpp for default values of Device configurations below -->
    <Device>
        <!-- Max JPEG buffer size in bytes-->
        <MaxJpegBufferSize bytes="3145728"/> <!-- 3MB (~= 1080p YUV420) -->
        <!-- Size of v4l2 buffer queue when streaming >= 30fps -->
        <!-- Larger value: more request can be cached pipeline (less janky)  -->
        <!-- Smaller value: use less memory -->
        <NumVideoBuffers count="4"/>
        <!-- Size of v4l2 buffer queue when streaming < 30fps -->
        <NumStillBuffers count="2"/>

        <!-- List of maximum fps for various output sizes -->
        <!-- Any image size smaller than the size listed in Limit row will report
            fps (as minimum frame duration) up to the fpsBound value. -->
        <FpsList>
            <!-- width/height must be increasing, fpsBound must be decreasing-->
            <Limit width="640" height="480" fpsBound="30.0"/>
            <Limit width="1280" height="720" fpsBound="15.0"/>
            <Limit width="1920" height="1080" fpsBound="10.0"/>
            <!-- image size larger than the last entry will not be supported-->
        </FpsList>
    </Device>
</ExternalCamera>

Кастомизация

Вы можете улучшить камеру Android либо с помощью общих параметров настройки, либо с помощью оптимизации для конкретного устройства.

Общие настройки

Вы можете настроить поставщика внешней камеры, изменив файл external_camera_config.xml . В частности, клиенты могут настроить следующие параметры:

  • Без учета видеоузлов внутренних камер
  • Поддерживаемый размер изображения и верхняя граница частоты кадров
  • Количество динамических буферов (компромисс между джанками и памятью)

Помимо этих параметров вы можете добавлять свои параметры или разрабатывать собственные конфигурации.

Оптимизация для конкретного устройства

Вы также можете повысить производительность, добавив оптимизацию для конкретного устройства.

Копирование/масштабирование буфера и декодирование/кодирование JPEG

Общие реализации используют ЦП (libyuv/libjpeg), но вы можете заменить это оптимизацией для конкретного устройства.

Выходной формат HAL

Общие реализации используют следующие форматы вывода:

  • YUV_420_888 для видеобуферов IMPLEMENTATION_DEFINED
  • YUV12 для всех остальных буферов IMPLEMENTATION_DEFINED

Чтобы повысить производительность, вы можете заменить выходные форматы эффективными форматами для конкретного устройства. Вы также можете поддерживать дополнительные форматы в индивидуальной реализации.

Валидация

Устройства с поддержкой внешней камеры должны пройти проверку CTS камеры . Внешняя веб-камера USB должна оставаться подключенной к конкретному устройству в течение всего тестового прогона, иначе некоторые тестовые случаи не будут выполнены.