在安卓上旋转一个YUV字节数组

Question

我想要旋转从预览回调接收到的YUV帧图像，目前我找到了这篇文章，其中包含一种算法来旋转帧预览，但是它会破坏预览图像 camera pixels rotated 另一种旋转图像的方法是将YUV图像创建为jpg格式，创建位图，旋转位图并获取位图的字节数组，但我真正需要的是YUV（NV21）格式。

FYI。我之所以问这个问题，是因为我有一个支持旋转的相机应用程序，但帧预览仅在横向模式下返回。

- Francisco

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我也遇到过这个问题，并最终采用你提到的解决方案，使用Bitmap来旋转图像并使用JPEG格式。实际上，根据文档所述，设置显示方向不会影响PreviewCallback接收到的缓冲区：这不会影响通过onPreviewFrame(byte[], Camera)传递的字节数组顺序、JPEG图片或录制的视频。 - El Bert

你好。你解决了这个问题吗？非常感谢。 - Paul

Answer 1

以下方法可以将 YUV420 字节数组旋转90度。

private byte[] rotateYUV420Degree90(byte[] data, int imageWidth, int imageHeight) 
{
    byte [] yuv = new byte[imageWidth*imageHeight*3/2];
    // Rotate the Y luma
    int i = 0;
    for(int x = 0;x < imageWidth;x++)
    {
        for(int y = imageHeight-1;y >= 0;y--)                               
        {
            yuv[i] = data[y*imageWidth+x];
            i++;
        }
    }
    // Rotate the U and V color components 
    i = imageWidth*imageHeight*3/2-1;
    for(int x = imageWidth-1;x > 0;x=x-2)
    {
        for(int y = 0;y < imageHeight/2;y++)                                
        {
            yuv[i] = data[(imageWidth*imageHeight)+(y*imageWidth)+x];
            i--;
            yuv[i] = data[(imageWidth*imageHeight)+(y*imageWidth)+(x-1)];
            i--;
        }
    }
    return yuv;
}

（请注意，这只有在宽度和高度是4的因数时才有效）

- Johannes

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谢谢，这确实对我有帮助！ 但是我有一个小问题。 当我将这段代码片段应用到我的数据字节上时，我的图像会旋转到（-90）度。 我想要旋转到+90度，或者简单地说，需要向相反的方向旋转。 你能帮我解决一下吗？谢谢！ - Usama

@Usama：你找到逆时针旋转的解决方案了吗？我也卡在这里了。谢谢。 - Mihai

是的，我调用同一个函数3次，将返回数据作为参数传递给下一次调用，并交换宽度和高度参数。 - Usama

图像顺时针旋转90度，但颜色不匹配。我怀疑我收到的缓冲区（来自外部库）是否为YUV格式。如果我将接收到的缓冲区直接转储到文件中，并使用ffplay播放，则可以正常播放。 ffplay -v info -f rawvideo -video_size 320x240 yuv.bin - toyvenu

Answer 2

以下是转弯的不同选项（90度、180度、270度）：

public static byte[] rotateYUV420Degree90(byte[] data, int imageWidth, int imageHeight) {
    byte[] yuv = new byte[imageWidth * imageHeight * 3 / 2];
    // Rotate the Y luma
    int i = 0;
    for (int x = 0; x < imageWidth; x++) {
        for (int y = imageHeight - 1; y >= 0; y--) {
            yuv[i] = data[y * imageWidth + x];
            i++;
        }
    }
    // Rotate the U and V color components
    i = imageWidth * imageHeight * 3 / 2 - 1;
    for (int x = imageWidth - 1; x > 0; x = x - 2) {
        for (int y = 0; y < imageHeight / 2; y++) {
            yuv[i] = data[(imageWidth * imageHeight) + (y * imageWidth) + x];
            i--;
            yuv[i] = data[(imageWidth * imageHeight) + (y * imageWidth)
                    + (x - 1)];
            i--;
        }
    }
    return yuv;
}

private static byte[] rotateYUV420Degree180(byte[] data, int imageWidth, int imageHeight) {
    byte[] yuv = new byte[imageWidth * imageHeight * 3 / 2];
    int i = 0;
    int count = 0;
    for (i = imageWidth * imageHeight - 1; i >= 0; i--) {
        yuv[count] = data[i];
        count++;
    }
    i = imageWidth * imageHeight * 3 / 2 - 1;
    for (i = imageWidth * imageHeight * 3 / 2 - 1; i >= imageWidth
            * imageHeight; i -= 2) {
        yuv[count++] = data[i - 1];
        yuv[count++] = data[i];
    }
    return yuv;
}

public static byte[] rotateYUV420Degree270(byte[] data, int imageWidth,
                                     int imageHeight) {
    byte[] yuv = new byte[imageWidth * imageHeight * 3 / 2];
    int nWidth = 0, nHeight = 0;
    int wh = 0;
    int uvHeight = 0;
    if (imageWidth != nWidth || imageHeight != nHeight) {
        nWidth = imageWidth;
        nHeight = imageHeight;
        wh = imageWidth * imageHeight;
        uvHeight = imageHeight >> 1;// uvHeight = height / 2
    }
    // ??Y
    int k = 0;
    for (int i = 0; i < imageWidth; i++) {
        int nPos = 0;
        for (int j = 0; j < imageHeight; j++) {
            yuv[k] = data[nPos + i];
            k++;
            nPos += imageWidth;
        }
    }
    for (int i = 0; i < imageWidth; i += 2) {
        int nPos = wh;
        for (int j = 0; j < uvHeight; j++) {
            yuv[k] = data[nPos + i];
            yuv[k + 1] = data[nPos + i + 1];
            k += 2;
            nPos += imageWidth;
        }
    }
    return rotateYUV420Degree180(yuv, imageWidth, imageHeight);
}

- Qulery

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将图像旋转270度的方法是对图像应用镜像效果。正确的解决方案应该是：return rotateYuv420Degree180(rotateYuv420Degree90(data, imageWidth, imageHeight), imageWidth, imageHeight);无需以其他方式旋转90度，与原始的rotateYuv420Degree90方法相同。 - Francisco Durdin Garcia

请注意，这些方法非常耗费资源，可能会对性能产生显著影响，特别是当您像Francisco建议的那样调用两个方法时。对于拍照/单帧来说可能还好，但是“实时处理”（例如在流媒体中）将不可能，特别是在较慢/旧的设备上。这些方法也可以使用纯/本地C/C++（NDK）或RenderScript代码编写，效率提高几倍。 - snachmsm

Answer 3

这是我完成它的方法。

这段代码在其他地方设置。

    Camera.Size size
    Rect rectangle = new Rect();
    rectangle.bottom = size.height;
    rectangle.top = 0;
    rectangle.left = 0;
    rectangle.right = size.width;

这是执行工作的方法。

    private Bitmap rotateBitmap(YuvImage yuvImage, int orientation, Rect rectangle)
    {
    ByteArrayOutputStream os = new ByteArrayOutputStream();
    yuvImage.compressToJpeg(rectangle, 100, os);

    Matrix matrix = new Matrix();
    matrix.postRotate(orientation);
    byte[] bytes = os.toByteArray();
    Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(bytes, 0, bytes.length);
    return Bitmap.createBitmap(bitmap, 0 , 0, bitmap.getWidth(), bitmap.getHeight(), matrix, true);
    }

将YUVImage压缩成JPEG，以便位图可以处理它。旋转位图，然后导出它。为了将其恢复为所需的JPEG格式，我使用了这行代码。

image.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 50, outputStream);

- Steven

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这可能会导致伪影，并且速度会很慢，因为存在额外的JPEG编解码步骤。除了测试之外，不建议用于其他任何用途。 - Sami Kuhmonen

太慢了，请参考上面Sami的评论。 - Guilherme Campos Hazan

它很容易实现和理解，比其他答案更容易部署。它比绝对最优解慢一点，但对于可能只旋转一次的图像来说，这是完全可以接受的。 - Steven