Externe USB-Kameras

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Die Android-Plattform unterstützt die Verwendung von Plug-and-Play-USB-Kameras (d. h. Webcams) über die standardmäßige Android Camera2 API und die HAL-Schnittstelle (Hardware Abstraction Layer) der Kamera. Webcams unterstützen in der Regel USB Video Class (UVC)-Treiber. Unter Linux wird der Standardtreiber Video4Linux (V4L) verwendet, um UVC-Kameras zu steuern.

Durch die Unterstützung von Webcams können Geräte für einfache Anwendungsfälle wie Videochats und Fotokioske verwendet werden. Diese Funktion ersetzt nicht die typischen internen Kamera-HALs auf Android-Smartphones und ist nicht für leistungsintensive, komplexe Aufgaben wie hochauflösende und schnelle Streams, AR und die manuelle Steuerung von ISP, Sensor und Objektiv konzipiert.

Der USB-Kamera-HAL-Prozess ist Teil des externen Kameraanbieters, der auf die Verfügbarkeit von USB-Geräten wartet und externe Kamerageräte entsprechend auflistet. Der Prozess hat Berechtigungen und eine SE-Richtlinie, die dem integrierten Kamera-HAL-Prozess ähneln. Webcam-Apps von Drittanbietern, die direkt mit USB-Geräten kommunizieren, benötigen für den Zugriff auf UVC-Geräte dieselben Kameraberechtigungen wie jede andere Kamera-App.

Beispiele und Quellen

Weitere Informationen zur Implementierung von USB-Kameras finden Sie in der Referenzimplementierung des externen Kameraanbieters unter ExternalCameraProvider. Die Implementierungen für das externe Kameragerät und die Sitzung sind in ExternalCameraDevice und ExternalCameraDeviceSession enthalten. Ab API-Level 28 enthält die Java-Client-API das Hardware-Level EXTERNAL.

Implementierung

Die Implementierung muss die Systemfunktion android.hardware.usb.host unterstützen.

Die Kernelunterstützung für UVC-Geräte muss ebenfalls aktiviert sein. Sie können dies aktivieren, indem Sie den entsprechenden Kernel-defconfig-Dateien Folgendes hinzufügen.

+CONFIG_USB_VIDEO_CLASS=y
+CONFIG_MEDIA_USB_SUPPORT=y

So aktivieren Sie den externen Kameraanbieter im jeweiligen Geräte-Build, wodurch die erforderlichen SELinux-Berechtigungen, die Konfiguration der externen Kamera und die Abhängigkeit des externen Kameraanbieters hinzugefügt werden:

• Fügen Sie die Konfigurationsdatei und die Bibliothek der externen Kamera zu device.mk hinzu.

  +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
  

• Fügen Sie dem Geräte-Treble-HAL-Manifest den Namen des externen Kameraanbieters hinzu.

  <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>
  

• Optional: Wenn das Gerät im Treble-Passthrough-Modus ausgeführt wird, aktualisieren Sie sepolicy, damit cameraserver auf die UVC-Kamera zugreifen kann.

  +# 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;
  

Hier ein Beispiel für external_camera_config.xml (Urheberrechtszeilen wurden ausgelassen).

<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>

Personalisierung

Sie können die Android-Kamera entweder über allgemeine Anpassungsoptionen oder gerätespezifische Optimierungen verbessern.

Allgemeine Anpassungen

Sie können den externen Kameraanbieter anpassen, indem Sie die Datei external_camera_config.xml ändern. Konkret können Kunden die folgenden Parameter anpassen:

• Video-Nodes von Innenkameras ausschließen
• Obergrenze für unterstützte Bildgröße und Framerate
• Anzahl der Puffer während der Ausführung (Kompromiss zwischen Ruckeln und Arbeitsspeicher)

Zusätzlich zu diesen Parametern können Sie eigene Parameter hinzufügen oder eigene Konfigurationen entwickeln.

Gerätespezifische Optimierungen

Sie können die Leistung auch verbessern, indem Sie gerätespezifische Optimierungen hinzufügen.

Pufferkopie/-skalierung und JPEG-Decodierung/-Codierung

Bei generischen Implementierungen wird die CPU verwendet (libyuv/libjpeg). Sie können dies jedoch durch gerätespezifische Optimierungen ersetzen.

HAL-Ausgabeformat

Bei generischen Implementierungen werden die folgenden Ausgabeformate verwendet:

• YUV_420_888 für Videopuffer IMPLEMENTATION_DEFINED
• YUV12 für alle anderen IMPLEMENTATION_DEFINED-Puffer

Um die Leistung zu verbessern, können Sie Ausgabedateiformate durch gerätespezifische, effiziente Formate ersetzen. In einer benutzerdefinierten Implementierung können Sie auch zusätzliche Formate unterstützen.

Zertifizierungsstufe

Geräte mit Unterstützung für externe Kameras müssen den Camera CTS bestehen. Die externe USB-Webcam muss während des gesamten Testlaufs an das jeweilige Gerät angeschlossen bleiben, da sonst einige Testläufe fehlschlagen.