安卓开发人脸识别统计人脸数


在这里插入图片描述
最近项目需求是统计当前摄像头中的人脸个数，安卓有提供现成的Api，最终实现效果如上图。

分析思路和步奏：
主要使用到的类：SurfaceView、CameraManager、CameraDevice.StateCallback、CameraCaptureSession.StateCallback。

1.通过SurfaceView展示预览区。
2.在SurfaceView创建成功后通过CameraManager获取当前设备可用的摄像头。
3.检测摄像头权限。
4.通过CameraManager打开摄像头。
5.在打开成功的回调中通过CameraDevice创建会话。
6.在会话创建成功的回调方法中创建预览请求。
7.在预览请求的回调方法onCaptureCompleted()方法中获取预览界面中返回的人脸数。

以下是实现步奏：
1.
xml

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="fill_parent"
    android:layout_height="fill_parent"
    android:orientation="vertical">

    <SurfaceView
        android:id="@+id/sv"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="0dp"
        android:layout_weight="1" />
</LinearLayout>

java

1
2
3
cameraManager = (CameraManager) getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE);
        surfaceHolder = sv.getHolder();
        surface = surfaceHolder.getSurface();
1
2
 //获取可用的相机列表
                    String[] cameraIdList = cameraManager.getCameraIdList();
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
if (checkSelfPermission(Manifest.permission.CAMERA) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
                        // TODO: Consider calling
                        //    Activity#requestPermissions
                        // here to request the missing permissions, and then overriding
                        //   public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, String[] permissions,
                        //                                          int[] grantResults)
                        // to handle the case where the user grants the permission. See the documentation
                        // for Activity#requestPermissions for more details.
                        return;
                    }

1
2
3
4
5
//获取开启相机的相关参数
                    CameraCharacteristics characteristics = cameraManager.getCameraCharacteristics(cameraIdList[1]);
                    //可用于判断是否支持人脸检测，以及支持到哪种程度
                    faceDetectModes = characteristics.get(CameraCharacteristics.STATISTICS_INFO_AVAILABLE_FACE_DETECT_MODES);//支持的人脸检测模式
                    cameraManager.openCamera(cameraIdList[1], mStateCallback, null);
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
camera.createCaptureSession(Arrays.asList(surface), new CameraCaptureSession.StateCallback() {
                    @Override
                    public void onConfigured(@NonNull CameraCaptureSession session) {
                     
                    }

                    @Override
                    public void onConfigureFailed(@NonNull CameraCaptureSession session) {

                    }
                }, new Handler());
1
2
3
4
5
CaptureRequest.Builder captureRequest = camera.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW);
                            captureRequest.addTarget(surface);
                            captureRequest.set(CaptureRequest.CONTROL_MODE, CameraMetadata.CONTROL_MODE_AUTO);
                            captureRequest.set(CaptureRequest.STATISTICS_FACE_DETECT_MODE, getFaceDetectMode());
                            session.setRepeatingRequest(captureRequest.build(),captureCallback,new Handler());
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
 /**
     * 预览回调
     */
    private CameraCaptureSession.CaptureCallback captureCallback = new CameraCaptureSession.CaptureCallback() {
        @Override
        public void onCaptureStarted(@NonNull CameraCaptureSession session, @NonNull CaptureRequest request, long timestamp, long frameNumber) {
            super.onCaptureStarted(session, request, timestamp, frameNumber);
        }

        @Override
        public void onCaptureProgressed(@NonNull CameraCaptureSession session, @NonNull CaptureRequest request, @NonNull CaptureResult partialResult) {
            super.onCaptureProgressed(session, request, partialResult);
        }

        @Override
        public void onCaptureCompleted(@NonNull CameraCaptureSession session, @NonNull CaptureRequest request, @NonNull TotalCaptureResult result) {
            super.onCaptureCompleted(session, request, result);
            Face faces[] = result.get(CaptureResult.STATISTICS_FACES);
            if (faces.length != face) {
                Log.e("lee", faces.length + "张脸");
            }
        }

        @Override
        public void onCaptureFailed(@NonNull CameraCaptureSession session, @NonNull CaptureRequest request, @NonNull CaptureFailure failure) {
            super.onCaptureFailed(session, request, failure);
        }

        @Override
        public void onCaptureSequenceCompleted(@NonNull CameraCaptureSession session, int sequenceId, long frameNumber) {
            super.onCaptureSequenceCompleted(session, sequenceId, frameNumber);
        }

        @Override
        public void onCaptureSequenceAborted(@NonNull CameraCaptureSession session, int sequenceId) {
            super.onCaptureSequenceAborted(session, sequenceId);
        }

        @Override
        public void onCaptureBufferLost(@NonNull CameraCaptureSession session, @NonNull CaptureRequest request, @NonNull Surface target, long frameNumber) {
            super.onCaptureBufferLost(session, request, target, frameNumber);
        }
    };

以下就是所有代码：
MainActivity.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
package com.zg.lcddemo;

import android.Manifest;
import android.content.ContentValues;
import android.content.Context;
import android.content.pm.PackageManager;
import android.content.res.Configuration;
import android.database.Cursor;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.graphics.ImageFormat;
import android.graphics.Rect;
import android.graphics.SurfaceTexture;
import android.hardware.Camera;
import android.hardware.camera2.CameraAccessException;
import android.hardware.camera2.CameraCaptureSession;
import android.hardware.camera2.CameraCharacteristics;
import android.hardware.camera2.CameraDevice;
import android.hardware.camera2.CameraManager;
import android.hardware.camera2.CameraMetadata;
import android.hardware.camera2.CaptureFailure;
import android.hardware.camera2.CaptureRequest;
import android.hardware.camera2.CaptureResult;
import android.hardware.camera2.TotalCaptureResult;
import android.hardware.camera2.params.Face;
import android.hardware.camera2.params.SessionConfiguration;
import android.hardware.camera2.params.StreamConfigurationMap;
import android.media.FaceDetector;
import android.media.ImageReader;
import android.net.Uri;
import android.os.Build;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.HandlerThread;
import android.os.Message;
import android.provider.MediaStore;
import android.util.Log;
import android.util.Size;
import android.view.Surface;
import android.view.SurfaceHolder;
import android.view.SurfaceView;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.ImageView;
import android.widget.Toast;

import androidx.annotation.NonNull;
import androidx.annotation.RequiresApi;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.Semaphore;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private SurfaceView sv;
    private SurfaceHolder surfaceHolder;
    private CameraManager cameraManager;
    private Surface surface;
    int[] faceDetectModes;
    int face;
    List<Bitmap> bitmaps = new ArrayList<>();

    /**
     * 获取支持的最高人脸检测级别
     *
     * @return
     */
    private int getFaceDetectMode() {
        if (faceDetectModes == null) {
            return CaptureRequest.STATISTICS_FACE_DETECT_MODE_FULL;
        } else {
            return faceDetectModes[faceDetectModes.length - 1];
        }
    }

    @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.M)
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        sv = findViewById(R.id.sv);
        cameraManager = (CameraManager) getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE);
        surfaceHolder = sv.getHolder();
        surface = surfaceHolder.getSurface();
        surfaceHolder.addCallback(new SurfaceHolder.Callback() {
            @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.M)
            @Override
            public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
                try {
                    //获取可用的相机列表
                    String[] cameraIdList = cameraManager.getCameraIdList();
                    if (checkSelfPermission(Manifest.permission.CAMERA) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
                        // TODO: Consider calling
                        //    Activity#requestPermissions
                        // here to request the missing permissions, and then overriding
                        //   public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, String[] permissions,
                        //                                          int[] grantResults)
                        // to handle the case where the user grants the permission. See the documentation
                        // for Activity#requestPermissions for more details.
                        return;
                    }
                    //获取开启相机的相关参数
                    CameraCharacteristics characteristics = cameraManager.getCameraCharacteristics(cameraIdList[1]);
                    //可用于判断是否支持人脸检测，以及支持到哪种程度
                    faceDetectModes = characteristics.get(CameraCharacteristics.STATISTICS_INFO_AVAILABLE_FACE_DETECT_MODES);//支持的人脸检测模式
                    cameraManager.openCamera(cameraIdList[1], mStateCallback, null);
                } catch (CameraAccessException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            @Override
            public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {

            }

            @Override
            public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {

            }
        });

    }

    /**
     * 相机状态回调
     */
    private CameraDevice.StateCallback mStateCallback = new CameraDevice.StateCallback() {
        @Override
        public void onOpened(@NonNull final CameraDevice camera) {
            //打开成功，可以获取CameraDevice对象
            try {
                camera.createCaptureSession(Arrays.asList(surface), new CameraCaptureSession.StateCallback() {
                    @Override
                    public void onConfigured(@NonNull CameraCaptureSession session) {
                        try {
                            CaptureRequest.Builder captureRequest = camera.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW);
                            captureRequest.addTarget(surface);
                            captureRequest.set(CaptureRequest.CONTROL_MODE, CameraMetadata.CONTROL_MODE_AUTO);
                            captureRequest.set(CaptureRequest.STATISTICS_FACE_DETECT_MODE, getFaceDetectMode());
                            session.setRepeatingRequest(captureRequest.build(),captureCallback,new Handler());
                        } catch (CameraAccessException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }

                    @Override
                    public void onConfigureFailed(@NonNull CameraCaptureSession session) {

                    }
                }, new Handler());
            } catch (CameraAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }

        @Override
        public void onDisconnected(@NonNull CameraDevice camera) {
            //断开连接
            Toast.makeText(MainActivity.this, "onDisconnected", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }

        @Override
        public void onError(@NonNull CameraDevice camera, final int error) {
            //发生异常
            Toast.makeText(MainActivity.this, "onError", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    };


    /**
     * 预览回调
     */
    private CameraCaptureSession.CaptureCallback captureCallback = new CameraCaptureSession.CaptureCallback() {
        @Override
        public void onCaptureStarted(@NonNull CameraCaptureSession session, @NonNull CaptureRequest request, long timestamp, long frameNumber) {
            super.onCaptureStarted(session, request, timestamp, frameNumber);
        }

        @Override
        public void onCaptureProgressed(@NonNull CameraCaptureSession session, @NonNull CaptureRequest request, @NonNull CaptureResult partialResult) {
            super.onCaptureProgressed(session, request, partialResult);
        }

        @Override
        public void onCaptureCompleted(@NonNull CameraCaptureSession session, @NonNull CaptureRequest request, @NonNull TotalCaptureResult result) {
            super.onCaptureCompleted(session, request, result);
            Face faces[] = result.get(CaptureResult.STATISTICS_FACES);
            if (faces.length != face) {
                Log.e("lee", faces.length + "张脸");
                face = faces.length;        
            }
        }

        @Override
        public void onCaptureFailed(@NonNull CameraCaptureSession session, @NonNull CaptureRequest request, @NonNull CaptureFailure failure) {
            super.onCaptureFailed(session, request, failure);
        }

        @Override
        public void onCaptureSequenceCompleted(@NonNull CameraCaptureSession session, int sequenceId, long frameNumber) {
            super.onCaptureSequenceCompleted(session, sequenceId, frameNumber);
        }

        @Override
        public void onCaptureSequenceAborted(@NonNull CameraCaptureSession session, int sequenceId) {
            super.onCaptureSequenceAborted(session, sequenceId);
        }

        @Override
        public void onCaptureBufferLost(@NonNull CameraCaptureSession session, @NonNull CaptureRequest request, @NonNull Surface target, long frameNumber) {
            super.onCaptureBufferLost(session, request, target, frameNumber);
        }
    };
}

xml

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="fill_parent"
    android:layout_height="fill_parent"
    android:orientation="vertical">

    <SurfaceView
        android:id="@+id/sv"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="0dp"
        android:layout_weight="1" />
</LinearLayout>

以上就能实现统计当前摄像头下有多少个人脸。