使用libyuv缩放YUV420图像会产生奇怪的输出

时间:2018-08-29 08:08:25

标签: android tensorflow android-ndk tensorflow-lite libyuv

可能与This问题重复,并且从here中选取了主要部分。我尝试过那里提供的任何解决方案,它们对我不起作用。

背景

我正在捕获从ARCore的frame.acquireCameraImage()方法返回的YUV_420_888图像格式的图像。由于我已将摄像头配置设置为1920 * 1080分辨率,因此我需要将其缩放至224 * 224,才能将其传递给我的tensorflow-lite实现。我是通过Android NDK使用LibYuv库来实现的。

实施

准备图像帧

    //Figure out the source image dimensions
    int y_size = srcWidth * srcHeight;

    //Get dimensions of the desired output image
    int out_size = destWidth * destHeight;

    //Generate input frame
    i420_input_frame.width = srcWidth;
    i420_input_frame.height = srcHeight;
    i420_input_frame.data = (uint8_t*) yuvArray;
    i420_input_frame.y = i420_input_frame.data;
    i420_input_frame.u = i420_input_frame.y + y_size;
    i420_input_frame.v = i420_input_frame.u + (y_size / 4);

    //Generate output frame
    free(i420_output_frame.data);
    i420_output_frame.width = destWidth;
    i420_output_frame.height = destHeight;
    i420_output_frame.data = new unsigned char[out_size * 3 / 2];
    i420_output_frame.y = i420_output_frame.data;
    i420_output_frame.u = i420_output_frame.y + out_size;
    i420_output_frame.v = i420_output_frame.u + (out_size / 4);

我使用Libyuv的I420Scale方法缩放图像

libyuv::FilterMode mode = libyuv::FilterModeEnum::kFilterBox;
jint result = libyuv::I420Scale(i420_input_frame.y, i420_input_frame.width,
                                i420_input_frame.u, i420_input_frame.width / 2,
                                i420_input_frame.v, i420_input_frame.width / 2,
                                i420_input_frame.width, i420_input_frame.height,
                                i420_output_frame.y, i420_output_frame.width,
                                i420_output_frame.u, i420_output_frame.width / 2,
                                i420_output_frame.v, i420_output_frame.width / 2,
                                i420_output_frame.width, i420_output_frame.height,
                                mode);

并将其返回给Java

    //Create a new byte array to return to the caller in Java
    jbyteArray outputArray = env -> NewByteArray(out_size * 3 / 2);
    env -> SetByteArrayRegion(outputArray, 0, out_size, (jbyte*) i420_output_frame.y);
    env -> SetByteArrayRegion(outputArray, out_size, out_size / 4, (jbyte*) i420_output_frame.u);
    env -> SetByteArrayRegion(outputArray, out_size + (out_size / 4), out_size / 4, (jbyte*) i420_output_frame.v);

实际图片:enter image description here

后缩放的外观:

enter image description here

如果我从i420_input_frame创建图像而不进行缩放,会是什么样子:

enter image description here

由于缩放将颜色弄乱了很多时间,因此tensorflow无法正确识别对象。 (它在他们的示例应用程序中正确识别)弄乱颜色,我在做什么错了?

2 个答案:

答案 0 :(得分:0)

要么我做错了(我无法解决),要么LibYuv在处理来自Android的YUV图像时无法正确处理颜色。

请参阅发布在Libyuv库中的官方错误:https://bugs.chromium.org/p/libyuv/issues/detail?id=815&can=1&q=&sort=-id

他们建议我首先使用方法Android420ToI420(),然后再应用所需的任何转换。我首先使用Android420ToI420(),然后缩放,然后转换为RGB。最后,输出比上面发布的杯子图像稍好,但颜色仍然存在失真。我最终使用OpenCV缩小图像并将其转换为RGBA或RGB格式。

// The camera image received is in YUV YCbCr Format at preview dimensions
// so we will scale it down to 224x224 size using OpenCV
// Y plane (0) non-interleaved => stride == 1; U/V plane interleaved => stride == 2
// Refer : https://developer.android.com/reference/android/graphics/ImageFormat.html#YUV_420_888
val cameraPlaneY = cameraImage.planes[0].buffer
val cameraPlaneUV = cameraImage.planes[1].buffer

// Create a new Mat with OpenCV. One for each plane - Y and UV
val y_mat = Mat(cameraImage.height, cameraImage.width, CvType.CV_8UC1, cameraPlaneY)
val uv_mat = Mat(cameraImage.height / 2, cameraImage.width / 2, CvType.CV_8UC2, cameraPlaneUV)
var mat224 = Mat()
var cvFrameRGBA = Mat()

// Retrieve an RGBA frame from the produced YUV
Imgproc.cvtColorTwoPlane(y_mat, uv_mat, cvFrameRGBA, Imgproc.COLOR_YUV2BGRA_NV21)


//Then use this frame to retrieve all RGB channel data
//Iterate over all pixels and retrieve information of RGB channels
  for(rows in 1 until cvFrameRGBA.rows())
      for(cols in 1 until cvFrameRGBA.cols()) {
          val imageData = cvFrameRGBA.get(rows, cols)
          // Type of Mat is 24
          // Channels is 4
          // Depth is 0
          rgbBytes.put(imageData[0].toByte())
          rgbBytes.put(imageData[1].toByte())
          rgbBytes.put(imageData[2].toByte())
      }

答案 1 :(得分:0)

由于您使用其他YUV格式而导致颜色问题。相机框架使用的YUV格式是YUV NV21。 此格式(NV21)是Android相机预览中的标准图片格式。 YUV 4:2:0平面图像,具有8位Y采样,然后是具有8bit 2x2子采样色度采样的交错V / U平面。

如果颜色相反,则表示:

  • 您正在使用YUV NV12 (平面U为V,V为U)工作。
  • 您的一个彩色平面正在做一些奇怪的事情。

要与libyuv一起正常使用,建议您使用transformI420方法并通过参数发送格式将摄像机输出转换为YUV I420:

return libyuv::ConvertToI420(src, srcSize, //src data
                             dstY, dstWidth, //dst planes
                             dstU, dstWidth / 2,
                             dstV, dstWidth / 2,
                             cropLeft, cropTop, //crop start
                             srcWidth, srcHeight, //src dimensions
                             cropRight - cropLeft, cropBottom - cropTop, //dst dimensions
                             rotationMode,
                             libyuv::FOURCC_NV21); //libyuv::FOURCC_NV12

完成此转换后,您将能够使用所有I420scaleI420rotate ...等正确使用libyuv。您的缩放方法应类似于:

JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_aa_project_images_yuv_myJNIcl_scaleI420(JNIEnv *env, jclass type,
                                                 jobject srcBufferY,
                                                 jobject srcBufferU,
                                                 jobject srcBufferV,
                                                 jint srcWidth, jint srcHeight,
                                                 jobject dstBufferY,
                                                 jobject dstBufferU,
                                                 jobject dstBufferV,
                                                 jint dstWidth, jint dstHeight,
                                                 jint filterMode) {

    const uint8_t *srcY = static_cast<uint8_t *>(env->GetDirectBufferAddress(srcBufferY));
    const uint8_t *srcU = static_cast<uint8_t *>(env->GetDirectBufferAddress(srcBufferU));
    const uint8_t *srcV = static_cast<uint8_t *>(env->GetDirectBufferAddress(srcBufferV));
    uint8_t *dstY = static_cast<uint8_t *>(env->GetDirectBufferAddress(dstBufferY));
    uint8_t *dstU = static_cast<uint8_t *>(env->GetDirectBufferAddress(dstBufferU));
    uint8_t *dstV = static_cast<uint8_t *>(env->GetDirectBufferAddress(dstBufferV));

    return libyuv::I420Scale(srcY, srcWidth,
                             srcU, srcWidth / 2,
                             srcV, srcWidth / 2,
                             srcWidth, srcHeight,
                             dstY, dstWidth,
                             dstU, dstWidth / 2,
                             dstV, dstWidth / 2,
                             dstWidth, dstHeight,
                             static_cast<libyuv::FilterMode>(filterMode));
}

如果要在所有过程之后将此图像转换为JPEG。您可以使用I420toNV21方法,然后使用从YUV到JPEG的android原生转换。您也可以使用libJpegTurbo,它是这种情况的补充库。

希望对您有帮助!