全网首发：Android Camera2 集成人脸识别算法

这可能是全网唯一一篇介绍Android Camera2接口集成人脸算法的文章了~

写在前面：

说起人脸识别，相信大家都不会感到陌生，在我们平时的工作生活中，人脸打卡、刷脸支付等等已经是应用的非常广泛了，人脸识别也给我们的生活带来了极大的便利。

这篇文章的目的是让大家了解熟悉Android平台上人脸算法集成的基本流程（针对应用层的集成）。相信读完这篇文章后，大家会觉的，原来集成人脸识别算法也是so easy。

这篇文章将针对下面几点展开介绍：

一、Android平台人脸识别流程图

二、ArcSoft人脸识别算法sdk下载

三、Camera2 API 集成 ArcSoft人脸识别算法

一、Android平台人脸识别流程图

人脸识别流程图基本如下图所示。

用一句话来说就是获取camera数据，送到算法中进行识别，最后显示识别结果。

二、ArcSoft人脸识别算法sdk下载

人脸识别算法很多，如果是高通平台，高通也是有一套人脸识别算法的。我这里选择的是arcsoft的识别算法，这个目前是免费的，而且相对来说算法效果也还不错。

接下来我们看下如何去获取arcsoft的人脸识别sdk。

1）登录arcsoft官网，然后选择进入开发者中心。

（https://ai.arcsoft.com.cn/）

2）注册并登录开发者中心后，在开发者中心界面，我们选择“新建应用”，然后勾选人脸识别功能。

如下图所示，我创建的应用是“CameraDemo”。这个界面的APP_ID 和SDK_KEY我们后面代码里面需要用到。这个界面还有个“下载SDK”的按钮，点击就可以下载我们需要的sdk demo。

3）Demo下载下来后，我们先跑下arcsoft官方Demo看下效果。

我们选择人脸检测属性(视频)。如下图所示，效果还不错，我们可以看到识别出来的信息里面包含了性别、年龄、是否是真人这些基本信息。

三、Camera2 API 集成 ArcSoft人脸识别算法

通过上面的2步，大家有没觉的集成人脸识别还是蛮简单的。介绍完了官方的demo，那接下来我们看下采用Android Camera2 的api，如何去集成arcsoft的人脸识别算法呢。

1、如下面代码块所示，arcsoft 官方demo采用的是Camera1的api接口，设置的预览数据的回调，回调的直接就是nv21的byte[]数据，然后再把byte[]数据送进去算法处理。

private void initCamera() {
        DisplayMetrics metrics = new DisplayMetrics();
        getWindowManager().getDefaultDisplay().getMetrics(metrics);


        CameraListener cameraListener = new CameraListener() {
            @Override
            public void onCameraOpened(Camera camera, int cameraId, int displayOrientation, boolean isMirror) {
                previewSize = camera.getParameters().getPreviewSize();
                drawHelper = new DrawHelper(previewSize.width, previewSize.height, previewView.getWidth(), previewView.getHeight(), displayOrientation
                        , cameraId, isMirror, false, false);
            }




            @Override
            public void onPreview(byte[] nv21, Camera camera) {


                if (faceRectView != null) {
                    faceRectView.clearFaceInfo();
                }
                List<FaceInfo> faceInfoList = new ArrayList<>();
                int code = faceEngine.detectFaces(nv21, previewSize.width, previewSize.height, FaceEngine.CP_PAF_NV21, faceInfoList);
                if (code == ErrorInfo.MOK && faceInfoList.size() > 0) {
                    code = faceEngine.process(nv21, previewSize.width, previewSize.height, FaceEngine.CP_PAF_NV21, faceInfoList, processMask);
                    if (code != ErrorInfo.MOK) {
                        return;
                    }
                } else {
                    return;
                }


                List<AgeInfo> ageInfoList = new ArrayList<>();
                List<GenderInfo> genderInfoList = new ArrayList<>();
                List<Face3DAngle> face3DAngleList = new ArrayList<>();
                List<LivenessInfo> faceLivenessInfoList = new ArrayList<>();
                int ageCode = faceEngine.getAge(ageInfoList);
                int genderCode = faceEngine.getGender(genderInfoList);
                int face3DAngleCode = faceEngine.getFace3DAngle(face3DAngleList);
                int livenessCode = faceEngine.getLiveness(faceLivenessInfoList);


                // 有其中一个的错误码不为ErrorInfo.MOK，return
                if ((ageCode | genderCode | face3DAngleCode | livenessCode) != ErrorInfo.MOK) {
                    return;
                }
                if (faceRectView != null && drawHelper != null) {
                    List<DrawInfo> drawInfoList = new ArrayList<>();
                    for (int i = 0; i < faceInfoList.size(); i++) {
                        Log.v(TAG,"---faceInfoList.get(i).getRect():"+faceInfoList.get(i).getRect());
                        drawInfoList.add(new DrawInfo(drawHelper.adjustRect(faceInfoList.get(i).getRect()), genderInfoList.get(i).getGender(), ageInfoList.get(i).getAge(), faceLivenessInfoList.get(i).getLiveness(), RecognizeColor.COLOR_UNKNOWN, null));
                    }
                    drawHelper.draw(faceRectView, drawInfoList);
                }
            }


    }

2、接下来我们要介绍的是使用Camera2接口，如何集成arcsoft的人脸识别算法。

我自己创建了个应用工程，demo源码地址也在文末会给出。我们先来看下我自己写的demo效果图：

下面来讲解下代码实现的主要步骤：

（不熟悉Camera2接口的同学，建议先找一篇关于Camera2 API的文章先了解下，关于Camera2,我自己前面也写过算是比较详细的文章介绍，也欢迎大家阅读）

i、初始化imageReader。

 mImageReader = ImageReader.newInstance(mPreviewSize.getWidth(), 
              mPreviewSize.getHeight(),ImageFormat.YUV_420_888, 2);
 mImageReader.setOnImageAvailableListener(
                        mOnImageAvailableListener, mBackgroundHandler);

ii、创建session的时候，把imagerReader的surface也add进去。

这样我们就能拿到实时的视频流。

mPreviewRequestBuilder.addTarget(mImageReader.getSurface());
mCameraDevice.createCaptureSession(Arrays.asList(surface, mImageReader.getSurface()),
                    new CameraCaptureSession.StateCallback() {


}

iii、在imageReader的实时流回调里面，我们需要把接收到的YUV_420_888的数据先转换成nv21格式，然后再送进arcsoft的人脸检测算法中进行处理

Camera1 接口上，设置预览数据回调后，回调的直接就是nv21格式的数据，相对来说会比Camera2上的处理会简单很多。

不过Android 目前已经不再对Camera旧的架构进行维护，而且目前主流的手机采用的基本上也都是Camera2的接口。所以我们还是非常有必要熟悉掌握Camera2的各种使用。

private final ImageReader.OnImageAvailableListener mOnImageAvailableListener
            = new ImageReader.OnImageAvailableListener() {


        @Override
        public void onImageAvailable(ImageReader reader) {
            Image image = reader.acquireLatestImage();


            if(image == null){
                return;
            }


            synchronized (mImageReaderLock) {
                if(!mImageReaderLock.equals(1)){
                    Log.v(TAG, "--- image not available,just return!!!");
                    image.close();
                    return;
                }
                if (ImageFormat.YUV_420_888 == image.getFormat()) {
                    Image.Plane[] planes = image.getPlanes();


                    lock.lock();
                    if (y == null) {
                        y = new byte[planes[0].getBuffer().limit() - planes[0].getBuffer().position()];
                        u = new byte[planes[1].getBuffer().limit() - planes[1].getBuffer().position()];
                        v = new byte[planes[2].getBuffer().limit() - planes[2].getBuffer().position()];
                    }


                    if (image.getPlanes()[0].getBuffer().remaining() == y.length) {
                        planes[0].getBuffer().get(y);
                        planes[1].getBuffer().get(u);
                        planes[2].getBuffer().get(v);


                        if (nv21 == null) {
                            nv21 = new byte[planes[0].getRowStride() * mPreviewSize.getHeight() * 3 / 2];
                        }


                        if(nv21 != null && (nv21.length != planes[0].getRowStride() * mPreviewSize.getHeight() *3/2)){
                            return;
                        }


                        // 回传数据是YUV422
                        if (y.length / u.length == 2) {
                            ImageUtil.yuv422ToYuv420sp(y, u, v, nv21, planes[0].getRowStride(), mPreviewSize.getHeight());
                        }
                        // 回传数据是YUV420
                        else if (y.length / u.length == 4) {
                            ImageUtil.yuv420ToYuv420sp(y, u, v, nv21, planes[0].getRowStride(), mPreviewSize.getHeight());
                        }


                        //调用Arcsoft算法,绘制人脸信息
                        drawFaceInfo(nv21);
                    }
                    lock.unlock();
                }
            }
            image.close();
        }
    };

Demo 代码地址：

https://pan.baidu.com/s/1z44mAtkJu0lAQTdTOmsNhw

这篇文件介绍的，是针对应用层上的人脸算法集成。

现在很多手机厂商，人脸算法有一部分是在hal层完成的。比如美颜算法这些，直接就是在hal层完成的了，这样处理效率会更高。

针对hal层的算法集成，感兴趣同学的欢迎留言，后面的文章我会进行更新介绍。

深圳上班，

生活简简单单，

14年开始从事Android Camera相关软件开发工作，

做过车载、手机、执法记录仪......

公众号记录生活和工作的点滴，

点击关注“小驰笔记”，期待和你相遇~