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【雕爷学编程】MicroPython动手做(06)——零基础学MaixPy之单目摄像头
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【雕爷学编程】MicroPython动手做(06)——零基础学MaixPy之单目摄像头
雕爷学编程
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发布时间: 2020-05-11
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阅读: 2084
![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/8575bb2ba0bd6774a7e511c5969fd5e6.jpg) 配套 OV2640摄像头:200W像素通用24P摄像头 具有200万像素(1632x1232像素),其体积小、工作电压低,提供单片UXGA摄像和影像处理器的所有功能。通过SCCB总线控制,可以输出整帧、子采样、取窗口等方式的各种分辨率10位采样数据。该产品UXGA图像最高达到15帧/秒。用户可以完全控制图像质量、数据格式和传输方式。所有图像处理功能过程包括伽玛曲线、白平衡、饱和度、色度等都可以通过SCCB接口编程。OmmiVision图像传感器应用独有的传感器技术,通过减少或消除光学或电子缺陷如固定图案噪声、托尾、浮散等,提高图像质量,得到清晰的稳定的彩色图像。 ![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/5a3d777049370d0ed99c0daa1ab69f91.jpg) ![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/5353e5167b53cb70184adfe7f50b171c.jpg) OV2640主要参数 可以支持定制FPC长度,镜头角度(70-160度)可以支持定制FPC长度,镜头角度(70-160度) 感光阵列1632x1232 最大格式UXGA IO电压1.7V-3.3V 模拟电压2.5-3.0v(内部LDO给核供电1.2V) 功耗工作TBD 休眠<20μA 温度操作-30℃到70℃ 稳定工作0℃到50℃ 输出格式(8位)YUV/YCbCr4:2:2 RGB565/555/444 GRB4:2:2 Raw RGB Data 光学尺寸1/4" 视场角70度 最大贞率15fps SXGA 灵敏度1.3V/(Lux-sec) 信噪比40 dB 动态范围50 dB 浏览模式逐行 电子曝光1行到1247行 像素面积2.2μm x 2.2μm 暗电流15mV/s at 60℃ 工作电流40mA OV2640内部方块图 ![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/f8595a5a4b4a15746079fe242b2dc61c.jpg) ![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/c3800d7941d2cbacdfec9843ff567ac9.jpg) 摄像头电原理图 ![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/0a84285e0df563eea5ea17af30a74968.jpg) ![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/d603fb7d30133584cc309c9ba73bee8e.jpg) #MicroPython动手做(06)——零基础学MaixPy之单目摄像头 #实验程序之一:测试单目摄像头 ```python #MicroPython动手做(06)——零基础学MaixPy之单目摄像头 #实验程序之一:测试单目摄像头 import sensor import lcd lcd.init() sensor.reset() sensor.set_pixformat(sensor.RGB565) sensor.set_framesize(sensor.QVGA) sensor.run(1) while True: img=sensor.snapshot() lcd.display(img) ``` ![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/06dfd2eb010f792343e825f72e05ca12.jpg) ![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/7e8d63b02af52b4f204a5475ef03650b.jpg) 单目摄像头sensor驱动 传感器模块,进行摄像头配置及图像抓取等,用于控制开发板摄像头完成摄像任务。 1. 初始化单目摄像头 重置并初始化单目摄像头 sensor.reset([freq=24000000, set_regs=True, dual_buff=False]) 参数 freq: 设置摄像头时钟频率,频率越高帧率越高,但是画质可能更差。默认 24MHz, 如果摄像头有彩色斑点(ov7740),可以适当调低比如 20MHz set_regs: 允许程序写摄像头寄存器,默认为 True。 如果需要自定义复位序列,可以设置为False,然后使用sensor.__write_reg(addr, value) 函数自定义写寄存器序列 dual_buff: 允许使用双缓冲,会增高帧率,但是内存占用也会增加(大约为384KiB) 2. 捕获图像控制 启动或关闭捕获图像功能(默认经过复位,设置帧大小,设置像素格式后会自动启动摄像头,不调用run(1)也会开始采集图像) sensor.run(enable) 参数 enable: 1 表示开启 0 表示停止 返回值 return: 返回 1 3. 设置帧大小 用于设置摄像头输出帧大小,k210最大支持VGA格式,大于VGA将无法获取图像 MaixPy开发板配置的屏幕是320*240分辨率,推荐设置为QVGA格式 sensor.set_framesize(framesize[, set_regs=True]) 参数 framesize: 帧大小 set_regs: 允许程序写摄像头寄存器,默认为 True。 如果需要自定义设置帧大小的序列,可以设置为False,然后使用sensor.__write_reg(addr, value) 函数自定义写寄存器序列 返回值 True : 设置成功 False: 设置错误 #MicroPython动手做(06)——零基础学MaixPy之单目摄像头 #测试程序之二:尝试拍一张照片 ```python #MicroPython动手做(06)——零基础学MaixPy之单目摄像头 #测试程序之二:尝试拍一张照片 import sensor, lcd, image print("init") lcd.init(freq=15000000) sensor.reset() sensor.set_pixformat(sensor.RGB565) sensor.set_framesize(sensor.QVGA) sensor.run(1) sensor.skip_frames(40) print("init ok") path="/sd/image.jpg" img=sensor.snapshot() print("save image") img.save(path) print("read image") img_read=image.Image(path) lcd.display(img_read) print("ok") ``` ![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/9a81f271ed1c3e15086b64da58748961.jpg) 串口输出 init init i2c2 [MAIXPY]: find gc3028 True True init ok save image {"w":320, "h":240, "type"="rgb565", "size":153600} read image ok MicroPython v0.5.0-31-gd3e71c0 on 2020-03-13; Sipeed_M1 with kendryte-k210 ![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/c2759cca5afe67d4792335ea0f2dc252.jpg) 单目摄像头sensor驱动 传感器模块,进行摄像头配置及图像抓取等,用于控制开发板摄像头完成摄像任务。 4. 设置帧格式 用于设置摄像头输出格式 MaixPy开发板配置的屏幕使用的是RGB565,推荐设置为RGB565格式 sensor.set_pixformat(format[, set_regs=True]) 参数 format: 帧格式 set_regs: 允许程序写摄像头寄存器,默认为 True。 如果需要自定义设置像素格式的序列,可以设置为False,然后使用sensor.__write_reg(addr, value) 函数自定义写寄存器序列 可选的帧格式有GRAYSCALE, RGB565, YUV422 返回值 True : 设置成功 False: 设置错误 5. 图像捕捉控制 图像捕捉功能控制 sensor.run(enable) 参数 enable: 1 表示开始抓取图像 0 表示停止抓取图像 返回值 True : 设置成功 False: 设置错误 6. 拍摄图像 使用摄像头拍摄一张照片 sensor.snapshot() 参数 无 返回值 img: 返回的图像对象 #MicroPython动手做(06)——零基础学MaixPy之单目摄像头 #测试程序之三:录制一段视频(30秒) ```python #MicroPython动手做(06)——零基础学MaixPy之单目摄像头 #测试程序之三:录制一段视频(30秒) import video, sensor, image, lcd, time lcd.init(freq=15000000) sensor.reset() sensor.set_pixformat(sensor.RGB565) sensor.set_framesize(sensor.QVGA) sensor.run(1) sensor.skip_frames(30) v=video.open("/sd/capture.avi", record=1, interval=200000, quality=50) i=0 tim=time.ticks_ms() while True: tim=time.ticks_ms() img=sensor.snapshot() lcd.display(img) img_len=v.record(img) # print("record",time.ticks_ms() - tim) i +=1 if i > 100: break print("finish") v.record_finish() lcd.clear() ``` ![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/6025ffe886a2d693ed90781737ccc9f0.jpg) 串口输出 >>> init i2c2 [MAIXPY]: find gc3028 True True finish MicroPython v0.5.0-31-gd3e71c0 on 2020-03-13; Sipeed_M1 with kendryte-k210 Maixduino开发板上的micro-SD卡插槽,我插入的是4G ![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/aaaaa65a06d7ba7fdb954e0b15146561.jpg) ![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/eac31631919d6206df5f8fbaac2ecf4b.jpg) 在电脑上打开micro-SD卡,里面有程序二拍的照片,及程序三录制的一小段视频(实际只有25秒) ![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/4883e68d55f0b2a926dc9bbc5196ac1d.jpg) 录制视频的截图 ![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/36f1e3c355f15db93e6a85d973d23606.jpg) 单目摄像头sensor驱动 传感器模块,进行摄像头配置及图像抓取等,用于控制开发板摄像头完成摄像任务。 7. 摄像头控制 关闭摄像头/切换摄像头 sensor.shutdown(enable/select) 参数 单目摄像头 enable: True 表示开启摄像头 False 表示关闭摄像头 双目摄像头 select: 通过写入 0 或 1 来切换摄像头 返回值 无 8. 跳帧 跳过指定帧数或者跳过指定时间内的图像,让相机图像在改变相机设置后稳定下来 sensor.skip_frames([n,time]) 参数 n: 跳过 n 帧图像 time: 跳过指定时间,单位为ms 若 n 和 time 皆未指定,该方法跳过300毫秒的帧;若二者皆指定,该方法会跳过 n 数量的帧,但将在 time 毫秒后返回 返回值 无 9. 分辨率宽度 获取摄像头分辨率宽度 sensor.width() 参数 无 返回值 int类型的摄像头分辨率宽度 10. 分辨率高度 获取摄像头分辨率高度 sensor.height() 参数 无 返回值 int类型的摄像头分辨率高度 11. 获取帧缓冲 获取当前帧缓冲区 sensor.get_fb() 参数 无 返回值 image类型的对象 #MicroPython动手做(06)——零基础学MaixPy之单目摄像头 #测试程序之四:获取和显示实时帧数 ```python #MicroPython动手做(06)——零基础学MaixPy之单目摄像头 #测试程序之四:获取和显示实时帧数 import sensor import image import lcd import time clock=time.clock() lcd.init() sensor.reset() sensor.set_pixformat(sensor.RGB565) sensor.set_framesize(sensor.QVGA) sensor.run(1) sensor.skip_frames(30) while True: clock.tick() img=sensor.snapshot() fps=clock.fps() img.draw_string(2,2, ("%2.1ffps" %(fps)), color=(0,128,0), scale=2) lcd.display(img) ``` 灯光下实时帧数大约15-17帧(fps) ![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/d25bc84cb90b938ac22d60675ac051d5.jpg) ![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/9da71849aacfa776f19cfd93ae364cee.jpg) 单目摄像头sensor驱动 传感器模块,进行摄像头配置及图像抓取等,用于控制开发板摄像头完成摄像任务。 12. 获取ID 获取当前摄像头ID sensor.get_id() 参数 无 返回值 int类型的ID 13. 设置彩条测试模式 将摄像头设置为彩条测试模式 开启彩条测试模式后,摄像头会输出一彩条图像,常用来检测摄像机总线是否连接正确。 sensor.set_colorbar(enable) 参数 enable: 1 表示开启彩条测试模式 0 表示关闭彩条测试模式 返回值 无 14. 设置对比度 设置摄像头对比度 sensor.set_contrast(contrast) 参数 constrast: 摄像头对比度,范围为[-2,+2] 返回值 True : 设置成功 False: 设置错误 15. 设置亮度 设置摄像头亮度 sensor.set_brightness(brightness) 参数 constrast: 摄像头亮度,范围为[-2,+2] 返回值 True : 设置成功 False: 设置错误 16. 设置饱和度 设置摄像头饱和度 sensor.set_saturation(saturation) 参数 constrast: 摄像头饱和度,范围为[-2,+2] 返回值 True : 设置成功 False: 设置错误 视频:k210开发板采集图像,显示实时帧数(20秒) https://v.youku.com/v_show/id_XNDYxODk0MjMwNA==.html 灯光下的实验场景 ![](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/202005/752bb80b9ca1ae15bbe1230104dc2f3c.jpg) 单目摄像头sensor驱动 传感器模块,进行摄像头配置及图像抓取等,用于控制开发板摄像头完成摄像任务。 17. 设置自动增益 设置摄像自动增益模式 sensor.set_auto_gain(enable,gain_db) 参数 enable: 1 表示开启自动增益 0 表示关闭自动增益 gain_db: 关闭自动增益时,设置的摄像头固定增益值,单位为dB 如果需要追踪颜色,需要关闭自动增益 返回值 无 18. 获取增益值 获取摄像头增益值 sensor.get_gain_db() 参数 无 返回值 float类型的增益值 19. 设置水平镜像 设置摄像头水平镜像 sensor.set_hmirror(enable) 参数 enable: 1 表示开启水平镜像 0 表示关闭水平镜像 返回值 无 20. 写入寄存器 往摄像头寄存器写入指定值 sensor.__write_reg(address, value) 参数 address: 寄存器地址 value : 写入值 返回值 无 21. 读取寄存器 读取摄像头寄存器值 sensor.__read_reg(address) 参数 address: 寄存器地址 返回值 int类型的寄存器值
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