使用libyuv缩放YUV420图像会产生奇怪的输出

Question

可能重复的这问题与主要部分从这里挑选。我试过那里提供的任何解决方案，它们对我不起作用。

背景

我正在以888图像格式捕获从ARCore的frame.acquireCameraImage()方法返回的图像。由于我已经将相机配置设置为1920*1080分辨率，我需要将其缩小到224*224，以便将其传递给我的tensorflow实现。我是通过Android使用LibYuv库来做到这一点的。

Implementation

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);

我用利比亚人的I420Scale方法来标尺我的图像

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);

实际图像：

​

它看起来像后缩放：

​

​

如果我在没有缩放的情况下从i420_input_frame创建一个图像，它会是什么样子的：

​

​

由于缩放严重扰乱了颜色，tensorflow无法正确识别对象。(在他们的示例应用程序中，它正确地识别出了)，我做错了什么来破坏颜色呢？

Answer 1

要么是我做错了什么(我无法修复)，要么是LibYuv在处理安卓的YUV图像时没有正确处理颜色。

参考利比亚图书馆官方发布的错误：https://bugs.chromium.org/p/libyuv/issues/detail?id=815&can=1&q=&sort=-id

他们建议我先使用Android420ToI420()方法，然后应用所需的任何转换。最后，我首先使用了Android420ToI420()，然后缩放，然后转换为RGB。最后，输出略好于上面贴出的杯子图像，但扭曲的颜色仍然存在。最后，我使用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())
      }

Answer 2

造成颜色问题是因为您使用的是不同的YUV格式。相机框架使用的YUV格式是YUV NV21。此格式(NV21)是安卓相机预览的标准图片格式。YUV 4:2:0平面图像，用8位Y样本，然后用8位2x2次采样色样的交错V/U平面。

如果您的颜色是倒置的，这意味着：

• 您使用的是YUV NV12 (U平面为V，V为U)。
• 你的一个彩色飞机在做一些奇怪的事情。

要正确地使用libyuv，我建议您使用transformI420方法将相机输出转换为YUV I420，并按参数发送格式：

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

完成此转换之后，您将能够使用所有的I420scale，I420rotate正确地使用libyuv .诸若此类。您的缩放方法应该如下所示：

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));
}

如果您想要将此图像转换为JPEG，则在完成所有处理后。您可以使用I420toNV21方法，然后使用从YUV到JPEG的android本机转换。此外，您还可以使用libJpegTurbo，这是一个用于这种情况的补充库。