安卓照相軟件設計方案

智能移動終端應用開發(fā)設計報告（2013/2014學年第2學期）題目: 安卓照相機軟件學院: 信息與電氣工程學院專 業(yè)： 通信工程姓 名: 劉鵬晨學號：110312217設計成績: 2014年5月15日

目錄TOC\o"1-5"\h\z一、 軟件需求分析 1\o"CurrentDocument"二、 軟件總體設計 2\o"CurrentDocument"三、 關鍵技術分析 3\o"CurrentDocument"四、 軟件詳細設計 4\o"CurrentDocument"五、 軟件測試方案 5\o"CurrentDocument"驅動測試 7HAL層測試 9\o"CurrentDocument"拍攝測試 10\o"CurrentDocument"硬件測試 11\o"CurrentDocument"六、 實驗總結 12\o"CurrentDocument"七、 參考文獻 12安卓照相機軟件設計方案一、軟件需求分析一、軟件需求分析我們再拍照的時候總是會遇到這些情況，在拍照的時候時不時地有人闖入你的鏡頭，影響照相效果；有一張很美的照片但是因為某些背景的原因，導致照片拍出來的效果不怎么好。所以有一款可以直接忽略那些不和諧的因素是多么美好的一件事啊!不僅如此，由于現(xiàn)在手機普遍性和其不安全性，我們手機的數(shù)據泄露額越來越嚴重了，而且也有一部分人可以通過照片來窺探我們的某些隱私，讓我們感覺自己很不安全。這是安卓智能手機的開源特性所致。尤其是今年央視315晚會曝光手機隱私泄露之后。人們越發(fā)迫切地想要保護自己的隱私不被侵害，越發(fā)迫切地保護好自己的隱私，越發(fā)迫切地不允許別人通過其他方法來窺探我們的隱私，更不能通過手機照片的某些背景泄露了我們的隱私!在這種情況下，手機馬賽克照相機應運產生，它可以在拍照的時候屏蔽一些突然闖入你鏡頭的那些人，可以選擇屏蔽背景，也可以屏蔽一些不想要出現(xiàn)的畫面，這樣不僅大大的方便了用戶，也可以保護客戶的隱私不被收到侵害，保護客戶的隱私。讓用戶免于通過別的軟件（Photoshop，美圖秀秀等）來后期制作，來去除這些東西.這個軟件對用戶來說很方便！二、軟件總體設計本軟件主要是實現(xiàn)安卓手機的照相功能，不涉及攝像功能。本軟件圖標采用彩色馬賽克加上一個m字母組合成一個圖片，圖片簡潔大方，讓用戶可以對照相機的圖片耳目一新，新穎。本軟件沒有采用抽屜式的設計，而是采用嵌套式設計，這樣可以使得手機界面看起來更加簡潔，沒有那么多的冗余，讓用戶更好的體驗這款相機所帶來的強大功能。本軟件和其他相機功能差不多，具體設置參數(shù)如下。本軟件相機的一般參數(shù)設置包括對焦方式、取景模式、色彩效果、選擇IS0、防抖設置、照片大小、照片質量及還原設置等選項【對焦方式】：有連續(xù)、自動、微距、無限遠四種模式。選擇連續(xù)對焦模式后當相機對準物體后則自動對焦，轉移到另外一個物體時則重新對焦，對相機使用不熟練的用戶推薦使用這種對焦模式。自動模式只有用戶點擊或者按快門時才會對焦;微距模式用于拍攝近處物體時使用；無限遠模式適合拍攝遠處物體或者風景時使用。【取景模式】：有自動、橫向、縱向、夜景、海灘、雪景、日落、煙火8種模式。自動、橫向、縱向是手機拍出照片的顯示模式。夜景模式，適合在夜間光線相對較弱的環(huán)境下使用，此時150較高，快門較慢，拍照時要盡可能的保持手機穩(wěn)定，快門完成后可保持一段時間再移開手機。海灘模式適合在海灘拍照時使用。雪景模式，白雪皚皚的環(huán)境下如果使用自動取景模式相機可能會因為無法找到參照點而出現(xiàn)無法對焦現(xiàn)象，選擇該模式可解決這一問題。日落、煙火模式分別適用于拍攝日落和煙花場景?！旧誓Ｊ健浚哼x擇“無”為自動模式，真實還原物體顏色?！皢紊蹦Ｊ脚某鰜淼臑楹诎紫嗥骸白睾稚薄ⅰ皽\綠色”模式拍出的照片顏色偏重棕褐色及淺綠色；“負片”模式，即為底片模式?！具x擇150】：150即感光度，即相機對光線的敏感程度，相當于感光的速度，數(shù)字越大，感光越快。150并非越大越好。對于膠片，高感光度的清晰度會稍差些，顆粒也比較粗；對于數(shù)碼相機，高150會帶來較多的噪點，畫質較差。正常環(huán)境下150100是比較適合的，畫質較好。有“自動”“150100”、“150200”、“150400”、“150800”幾種模式選擇，一般選擇自動模式，光線較暗時根據情況選擇其他數(shù)值?！痉蓝对O置】：打開此項后可以減少因手抖動帶來的畫面模糊情況。有“關閉”、“1/2秒”、“1秒”、“2秒”四個選項。這里的時間是指使用者手穩(wěn)定的時間，比如選擇“1秒”，當按下快門時相機會檢測科動時間，如果在一秒內相機不抖動則自動釋放快門拍照，如果一直抖動則手機繼續(xù)檢測。三、關鍵技術分析相機應用程序拍攝的步驟相機類提供圖像的捕捉3啟動預覽3停止預覽3拍攝照片3檢索視頻編碼。米用open()方法獲得相機實例。獲取與getParameters()相關的配置項目如果有必要的話，可以重新配置相機特性參數(shù)，修改返回的Camera.Parameters對象，并調用setParameters(Camera.Parameters).如果要改回顯示方向的話，則調用setDisplayOrentation(int)傳遞完全初始化的SurfaceHoloer給setPreviewDisplay(SurfaceHolder)。如果沒有一個表面景象surface的話，相機將無法啟動預覽。調用startPreview()來開始更新預覽表面景象surface。在可以拍攝一張照片之前，就必須是已經可以開始預覽。當你決定要拍攝這一張照片時，調用takePicture(Camera.ShutterCallbackshutter,Camera.PictureCallbackraw,Camera.

PictureCallbackpostview,Camera.PictureCallbackjpeg）。捕獲一張照片，然后等待處理的回調，取得實際圖像數(shù)據。拍攝一張照片后，預覽顯示就已經停止了。需要拍攝更多張照片時，再次調用startPreview().調用stopPreview()來停止更新預覽表面景象surface調用release()來釋放相機，應用程序應立即在oPause()階段釋放相機，如果想要重新獲取相機的實例，要做onResume()中調用reaOpen()方法。四、軟件詳細設計Android中專門提供了Camera來處理相機相關的事件，Camera是一個專門用來連接和斷開相機服務的類，Camera下面包括如下幾個事件：Camera.AutoFocusCallback：自動調焦功能；Camera.ErrorCallback：錯誤信息捕捉；Camera.Parameters:相機的屬性參數(shù)Camera.PictureCallback：拍照、產生圖片時觸發(fā)；Camera.PreviewCallback：相機預覽設置；Camera.ShutterCallback：快門設置；Camera.Size:圖片尺寸；要在Android中使用相機服務很簡單，Camera沒有構造方法，我們要使用它直接通過open()方法來打開相機設備，然后通過Camera.Parameters對相機的一些屬性進行設置，比如輸出圖片的格式、大小等等。下面是Camera類一些常用的方法介紹。Camera類的方法說明設置自動對焦得到相機的參數(shù)方法說明設置自動對焦得到相機的參數(shù)autoFocusgetParametersopenrelease啟動相機服務openrelease釋放Camera服務設置預覽設置預覽參數(shù)setPreviewDisplay設置預覽設置預覽參數(shù)setParametersstartPreview 開始預覽stopPreview 停止預覽takePicture 拍照這里重點說明一下拍照的方法和使用，takePicture方法要實現(xiàn)3個回調函數(shù)，分別是：Camera.ShutterCallback（快門）和兩個Camera.PictureCallback（圖像數(shù)據）。這里我們在拍照之后要取得圖像數(shù)據就需要實現(xiàn)Camera.PictureCallback的onPictureTaken方法。onPictureTaken中第一個參數(shù)就是圖像數(shù)據，第二個參數(shù)則是相機。馬賽克相機，這是一款既可以搞笑，娛樂，又可以修改，美觀的軟件。它可以讓我們再拍照的時候享受一點樂趣，也可以讓我們消除那些不想出現(xiàn)的東西。具體操作:當我們打開照相機的時候我們可以選擇普通照相機，馬賽克相機?？梢怨┯脩舾奖愕倪x擇。當進入馬賽克相機界面時，可以選擇對現(xiàn)有照片馬賽克處理，也可以對正在進行的照相機照的照片進行馬賽克處理，用戶先選中所需要處理的區(qū)域（考慮到現(xiàn)在大多數(shù)的手機是智能手機，且是觸屏操作，因此本軟件全部采用觸屏處理，不考慮按鍵操作），雙擊選中，彈出一個界面供用戶選擇，界面顯示圖片，馬賽克。用戶點擊選擇圖片，則會有很多圖片可以讓用戶選擇，用來遮擋那些不想出現(xiàn)的人或物，或者背景，這種效果比較正式，使得用戶處理后的照片不至于太娛樂化。用戶點擊選擇馬賽克，則會出現(xiàn)馬賽克，來遮擋所選區(qū)域，這樣處理出來的效果會讓用戶覺得很搞笑，并且在用戶選擇馬賽克時可以選擇顏色，這樣處理的效果可以更加娛樂。軟件圖片五、軟件測試方案根據實驗需求運行已編譯好的程序，看是否能運行，是否能夠按照預期達到想要的效果，需要以下調試工作：。測試，英文是Betatesting。又稱Beta測試，用戶驗收測試（UAT）。來測試設計的軟件是否正常運行。用戶界面測試是指測試用戶界面的風格是否滿足客戶要求，文字是否正確，頁面是否美觀，文字，圖片組合是否完美，操作是否友好等等。UI測試的目標是確保用戶界面會通過測試對象的功能來為用戶提供相應的訪問或瀏覽功能。確保用戶界面符合公司或行業(yè)的標準。包括用戶友好性、人性化、易操作性測試。用戶界面測試用戶分析軟件用戶界面的設計是否合乎用戶期望或要求。它常常包括菜單，對話框及對話框上所有按鈕，文字，出錯提示，幫助信息（Menu和Helpcontent）等方面的測試。比如，測試MicrosoftExcel中插入符號功能所用的對話框的大小，所有按鈕是否對齊，字符串字體大小，出錯信息內容和字體大小，工具欄位置/圖標等等冒煙測試的對象是新編譯的每一個需要正式測試的軟件版本，目的是確認軟件基本功能正常，可以進行后續(xù)的正式測試工作。本地化測試是測試特定目標區(qū)域設置的軟件本地化質量。本地化測試的環(huán)境是在本地化的操作系統(tǒng)上安裝本地化的軟件。從測試方法上可以分為基本功能測試，安裝/卸載測試，當?shù)貐^(qū)域的軟硬件兼容性測試。測試的內容主要包括軟件本地化后的界面布局和軟件翻譯的語言質量，包含軟件、文檔和聯(lián)機幫助等部分。本地化能力測試是指不需要重新設計或修改代碼，將程序的用戶界面翻譯成任何目標語言的能力。為了降低本地化能力測試的成本，提高測試效率，本地化能力測試通常在軟件的偽本地化版本上進行。本地化能力測試中發(fā)現(xiàn)的典型錯誤包括：字符的硬編碼（即軟件中需要本地化的字符寫在了代碼內部），對需要本地化的字符長度設置了固定值，在軟件運行時以控件位置定位，圖標和位圖中包含了需要本地化的文本，軟件的用戶界面與文檔術語不一致等。安裝測試是確保軟件在正常情況和異常情況下，例如，進行首次安裝、升級、完整的或自定義的安裝都能進行安裝的測試。異常情況包括磁盤空間不足、缺少目錄創(chuàng)建權限等場景。核實軟件在安裝后可立即正常運行。安裝測試包括測試安裝代碼以及安裝手冊。安裝手冊提供如何進行安裝，安裝代碼提供安裝一些程序能夠運行的基礎數(shù)據。卸載測試，英文是UninstallTesting。卸載測試是對軟件的全部、部分或升級卸載處理過程的測試。主要是測試軟件能否卸載，卸載是否干凈，對系統(tǒng)有無更改，在系統(tǒng)中的殘留與后來的生成文件如何處理等。還有原來更改的系統(tǒng)值是否修改回去。安全測試，英文是SecurityTesting。安全測試是測試系統(tǒng)在防止非授權的內部或外部用戶的訪問或故意破壞等情況時怎么樣。這可能需要復雜的測試技術。安全測試檢查系統(tǒng)對非法侵入的防范能力。安全測試期間，測試人員假扮非法入侵者，采用各種辦法試圖突破防線。例如：想方設法截取或破譯口令；專門定做軟件破壞系統(tǒng)的保護機制；故意導致系統(tǒng)失敗，企圖趁恢復之機非法進入；試圖通過瀏覽非保密數(shù)據，推導所需信息，等等。理論上講，只要有足夠的時間和資源，沒有不可進入的系統(tǒng)。因此系統(tǒng)安全設計的準則是，使非法侵入的代價超過被保護信息的價值。此時非法侵入者已無利可圖。兼容測試是測試軟件在一個特定的硬件/軟件/操作系統(tǒng)/網絡等環(huán)境下的性能如何。向上兼容向下兼容，軟件兼容硬件兼容。軟件的兼容性有很多需要考慮的地方。裝配安裝裝配/安裝/配置測試是驗證軟件程序在不同廠家的硬件上，所支持的不同語言的新舊版本平臺上，和不同方式安裝的軟件都能夠如預期的那樣正確運行。驅動測試測試目的確保Linux驅動層按照一定的步驟去操作設備，不出現(xiàn)錯誤，對芯片和Camera硬件的操作都能正確執(zhí)行。測試前提在需要調試驅動的內核里也需要開發(fā)板芯片上的串口驅動的支持，并且在編

譯前使用makemenuconfig譯前使用makemenuconfig配置的時候也需要把串口驅動編譯進內核文件，并在kernelhacking菜單選擇相應的需要打印的信息。測試和調試方法Linux驅動調試常用的方法有printk,kgdb,opps等方式，也可以使用第三方軟件和硬件進行調試如trace32,MultiICE等arm仿真器進行調試，但這些仿真器軟件都較為復雜，需要特定的腳本來實現(xiàn)某些調試功能，而且這些仿真器的硬件設備都比較貴。但在Camera模塊驅動的調試里，常用的方法就足夠了，而且成本也很低。常用的printk,kgdb,opps方法需要串口的支持，因為調試信息需要通過串口與主機交互，顯示在主機的顯示屏上。1)printk方式Linux內核里的printk()函數(shù)和c標準的printf()函數(shù)很類似，是內核里打印信息的函數(shù)。通過在內核特定位置調用printk()函數(shù)可以把所關心的信息通過串口打印到主機屏幕上，從而可以觀察程序的執(zhí)行過程和所關心的變量或指針的值，其原型為printk(constchar*fmt,...)。它與printf不同之處在于它可以附加不同日志級別，可以讓printk根據這些級別對消息進行分類。通常用宏來指示日志級別。在＜Linux/kernel.h＞里定義了八種不同級別的日志字符串。例如KERN_INFO,表示提示信息；KERN_WARNING用于對可能出現(xiàn)的情況進行警告。默認的級別是DEFAULT_MESSAGE_LOGLEVEL。例如：printk(“thisisatest\n”);命令與printk(DEFAULT_MESSAGE_LOGLEVEL“thisisatest\n”);命令是相同的。根據日志級別，內核可能會把消息通過串口打印出來。當優(yōu)先級值小于console_loglevel時消息才會顯示出來。console_loglevel初始值是DEFAULT_MESSAGE_LOGLEVEL可以通過syslog系統(tǒng)調用修改其值。2)KGDB方式GDB是GNU開源組織發(fā)布的一個UNIX下的程序調試工具，KGDB提供了一種使用GDB調試Linux內核的機制。使用KGDB可以像調試普通的應用程序那樣，在內核中進行設置斷點、檢查變量值、單步跟蹤程序運行等操作。它可以通過一系列KGDB的命令，在主機端給開發(fā)板發(fā)送命令進行調試。調試過程中，系統(tǒng)的Camera模塊設計和實現(xiàn)被調試的內核運行在開發(fā)板上，GDB調試器運行在主機端。測試項和測試步驟CameraSensor驅動測試上電，由于CameraSensor上電需要一個上電時序，可以通過示波器分別檢測兩路電，觀察他們是否符合上電順序。硬件復位，硬件復位是通過操作resetpin腳實現(xiàn)的。通過Linux提供的GPIO操作，在復位操作的時候分別讀取它的值，再通過printk函數(shù)打印出來，以確定reset操作是成功的。PWDNpin的不使能。和復位一樣通過，通過GPIO的操作來確定其執(zhí)行成功。至此，CameraSensor已開始工作了，芯片已可以通過Linux驅動提供的I2C接口與CameraSensor通信了，接下來就是確保I2C通信的正常。利用I2C通信的相關接口去寫相關寄存器，然后再去讀取寄存器的值確保對寄存器操作的正確。通過初始化相關寄存器后，Camera就可以工作了，在Camera設備的data[0-7]pin腳通過示波器就可以檢測到數(shù)據的變化了。至此可以確保CameraSensor硬件和驅動的正常，但還不能確定一些寄存器的配置是否正確，因為其中一些寄存器需要與Camera控制器驅動配合。Camera控制器驅動測試Camera控制器的一些配置需要與CameraSensor的配置相同，如vsync，href，pclk極性，圖像的Ycbcr順序等，否則Camera控制器會得不到正確的數(shù)據。首先要確保寫入和讀取寄存器的值是一致的。可以通過 Linux提供的readl，writel函數(shù)進行測試。在驅動里的流程可以通過printk函數(shù)打印到屏幕上以確保對控制器的操作流程確如驅動程序里寫的那樣。測試結果及分析通過串口打印的分析，與Camera相關的pin腳都可以被正確的操作，Camera硬件沒有短路現(xiàn)象，Camera硬件與芯片的連接也正常。CameraSensor的寄存器都配置成功沒有進入出錯處理代碼。Camera控制器寄存器的讀寫都正確，讀取的數(shù)據和寫入的數(shù)據完全一致。HAL層測試測試目的確保HAL層的代碼和Android提供的Camera接口相銜接，確保Linux驅動層提供的設備節(jié)點可以正常使用。測試項和步驟Android接口實現(xiàn)打開Android下Camera應用程序，在串口中輸入logcat命令，觀察串口的打印信息，是否出現(xiàn)錯誤提示。Linux驅動提供的設備節(jié)點打開Android下的Camera應用程序，使其處于預覽模式，觀察串口工具minicom的打印信息，判斷HAL層對設備節(jié)點的open,ioctl等操作是否在驅動里被正確執(zhí)行。測試結果及分析打開Camera應用程序，對其進行預覽、拍照等操作，串口工具minicom的打印信息顯示Camera的HAL層代碼按照設想的步驟執(zhí)行，沒有打印任何出錯信息，HAL層工作正常。Camera拍攝效果測試在測試效果的時候，Camera應用程序已可以在屏幕上顯示出Camera設備獲取到的圖像了，拍攝效果的測試就是需要對其中圖像遇到的問題進行測試和調試，使其達到預期的效果。在Camera效果測試里直接通過人的感覺去分辨難以達到滿意的效果。通常會輔助一些效果測試卡。如分辨率測試卡、24色卡、對比度測試卡、灰階卡、燈箱等。這些卡通過放大實際的卡片圖像與Camera的圖像顯示效果來供調試人員方便的找出圖像的問題，有針對性的對圖像進行微調。拍攝測試測試目的Camera拍攝效果直接影響到用戶對產品的體驗，是測試重要的一部分。測試的目的是使Camera應用程序在顯示屏上正確反映所拍攝到的實際物品。測試項和測試步驟1)圖像的顏色打開Android的Camera應用程序，使其處于預覽模式，用Camera拍攝Camera測試卡中的24色卡，觀察屏幕中顯示的顏色與24色卡上的顏色是否一致。24卡系統(tǒng)的Camera模塊設計和實現(xiàn)觀察和控制開發(fā)板，通過電壓表、示波器等測試Camera硬件狀態(tài)。通過開發(fā)板的顯示屏觀察Camera效果。Camera模塊的功能測試Camera模塊的測試本文按照從 Camera硬件、CameraSensor驅動到Camera控制器驅動以及HAL層的順序進行。Camera硬件測試Camera硬件是Camera模組廠商對CameraSensor的重新封裝。模組廠商會在封裝之后提供Camera硬件關于鏡頭、pin腳等相關信息。在硬件方面需要比對Camera硬件和芯片上的Camera接口使他們一一對應。硬件測試測試目的檢測Camera硬件設備是否完好，與開發(fā)板的連接是否正確，芯片提供給Camera的電壓、晶振是否正確。測試項和測試步驟1） 連接測試在驅動程序里用Linux提供的GPIO驅動對pin腳進行配置，使他們或高或低，并讀取GPIO的值，觀察其是否能夠正常操作。2） 電壓測試在開發(fā)板上運行Android，打開Camera應用程序，使其處于預覽模式。用電壓表檢測Camera硬件的三個pin腳AVDD、DOVDD、VDD1.8的三個電壓值，觀察其是否分別為2.8V、2.8V、1.8V。3） 外部晶振測試同樣打開Android應用程序，在應用程序進入預覽模式時，用示波器檢測Camera硬件上的MCLKpin腳，觀察示波器，看示波器上顯示的頻率是否與驅動代碼里提供的一致。測試結果及分析GPIO都可以正常操作，電壓表顯示的電壓與代碼提供的電壓只存在微小的差異，示波器顯示的頻率和通過代碼操作芯片提供的頻率只存在微小的誤差，不影響整體結果。六、 實驗總結首先，通過這次的實驗設計，讓我對安卓照相機有了更深刻的認識，以前我只是以為一個照相機沒什么的，可是當我搜集關于安卓照相機大量資料時，才發(fā)現(xiàn)現(xiàn)不僅是現(xiàn)在照相機在飛速發(fā)展，安裝在我們手機上的照相機也有了長足的進步，以前的照相機只能照相，攝像。而隨著科學技術的發(fā)展，相機也有了更多更好的功能，我所設計的馬賽克相機原來網上已經有了成品，技術已經相當熟練，但是這個相機也加入了我自己的一些想法。通過本實驗的程序設計，我對安卓開發(fā)有了越來越濃厚的興趣。剛結束的數(shù)獨游戲的設計與編程，讓我獲益匪淺，對安卓的開發(fā)產生了強烈的好奇心，對于這個照相機軟件，我知道以我目前的水平很難把它開發(fā)出來，但是我會好好努力的。在感慨這個社會高速發(fā)展的同時，我也體會到了自己的渺小，我知道自己必須好好學習，才能逐步適應這個社會，來更好的發(fā)揮自己