Линукс компьютеры с камерой

Web камера в Linux — как проверить?

В отличии от современных планшетов, в которые web-камера, как правило, встроена и такое у планшетов является нормой, на стационарном компьютере web камеры нет, да и на ноутбуках они не всегда есть.

Поэтому по умолчанию во многих версиях Linux не установлен изначально софт для работы с web-камерой. Но эта проблема легко решается, Web камера в Linux может работать на УРА.

Существует USB-стандарт UVC (USB Video Class), определяющий потоковое видео и делающий применение Web-камер столь же простым как использование носителей флеш-USB и жестких дисков, позволяя одному драйверу работать с разными Web-камерами.

Таким образом в Ubuntu автоматически функционирует большинство Web-камер (если только не все).

Быстрый способ убедиться в работоспособности вашей Web-камеры — установить и запустить программу Cheese, выбрав в меню команды Приложения | Стандартные | Терминал (Applications | Accessories | Terminal) и введя строки:

После запуска программа будет выглядеть так:

Команда в первой строке установит программу (и запросит у вас ваш пароль в Ubuntu), а вторая (которую вы должны выполнить, когда завершится установка) запустит программу для Web-камеры и выведет на экран окно, подобное показан.

Когда вы убедитесь, что ваша Web-камера работает, можно закрыть программу Cheese, но имеет смысл сохранить ее на вашем компьютере, потому что это отличная утилита для записи видео и получения фотографий.

Программа проста в установке и с ней легко разобраться. Но если у вас не что-то не получится, то пишите в комментариях, помогу чем могу!

Установка USB камеры в Linux Ubuntu

Источник

Работа с usb видеокамерой в Linux. Часть 2

Продолжаем цикл статей про программирование видеокамеры в Linux. В первой части [1], мы рассмотрели механизм открытия и считывания первичных параметров видеоустройства. Была написана простенькая утилита catvd. Сегодня расширим функционал нашей маленькой программы , но сначала надо написать обертку для функции ioctl.

Эта обертка позволяет прервать программу если была ошибка и показать сообщение.

&nbsp&nbspПопробуем считать картинку с камеры и сохранить в файл.

метод readFrame — отвечает за чтение и обработку полученого изображения.
методы initMMAP(), freeMMAP() — создание/очистка буфера памяти устройства.
методы startCapturing(), stopCapturing() — включение/выключение режима streaming у видеоустройства. Наличие этих функций, у камеры, можно проверить флагом V4L2_CAP_STREAMING [*].

&nbsp&nbspРазберем метод initMMAP

функция VIDIOC_REQBUFS [↓] позволяет проинициализировать буфер памяти внутри устройства. Структура v4l2_requestbuffers задает параметры инициализации

&nbsp&nbspПосле того, как буфер был проинициализирован, его надо отобразить на область памяти (mapping).
Функция VIDIOC_QUERYBUF [↓] позволяет считать параметры буфера, которые будут использоваться для создания memory-mapping области. Структура v4l2_buffer большая, опишу необходимые поля:

системная функция mmap() [3] позволяет отображать файл или область памяти устройств в оперативную память. Для использования mmap() необходимо подключить

&nbsp&nbspДалее необходимо переключить камеру в режим захвата.

Функция VIDIOC_QBUF [↓] ставит буфер в очередь обработки драйвером устройства. Поля используются такие же, как и для VIDIOC_REQBUFS или VIDIOC_QUERYBUF.
Функция VIDIOC_STREAMON[↓] включает камеру в режим захвата.

&nbsp&nbspТеперь камера включена и захватывает изображения. Но картинку еще надо получить.

Функция VIDIOC_DQBUF[↓] освобождает буфер из очереди обработки драйвера. В результате можем получить ошибку EAGAIN. Ничего опасного в этом нет, надо еще раз вызвать VIDIOC_DQBUF. Это происходит потому, что драйвер еще обрабатывает запрос и не может освободить буфер из очереди. При успешном выполнении этой функции, мы получаем в «руки» нашу картинку. В самом начале статьи, в коде был добавлен итератор. Итератор позволяет проследить сколько итераций вхолостую проходит цикл до успешного выполнения VIDIOC_DQBUF.

Вывод программы следующий

Из «iter == 831013» видно — картинка скидывается в буфер довольно долго. Для ускорения можно использовать несколько буферов и вытаскивать картинку с первого свободного и т.д.

&nbsp&nbspСегодня была рассмотрена инициализация буфера памяти и чтения из него картинки. Изображение сохраняется в raw формате. Можно открыть программой Shotwell. В следующей статье будет рассмотрен вывод изображению в текстуру (через SDL2), затронуты некоторые форматы изображения и настройки камеры.

Источник

Захват видео с USB камер на устройствах под управлением Linux

Предыстория

1. Видео в разрешении FullHD (1920Х1080) или HD (1280х720) и нормальная частота кадров (чтобы можно было играть).
2. Игрушку я планировал отдать детям, поэтому нужен был автостарт и поддержка подключения/отключения камеры.

В общем хотелось что-то вроде этого:

Ограничения

Я не собирался искать решение, которое работает всегда и везде. Следующие ограничения меня вполне устраивали:

1. Хороший WiFi сигнал.
2. Ограниченное число подключений, приоритет отдавался случаю, когда есть всего один клиент.
3. Камера поддерживает режим MJPG.

HW и SW

Предварительный анализ

Код UVC драйвера оказался готов к добавлению различного рода “специальных” решений, и я легко нашел место, где надо скорректировать размер буфера (функция uvc_fixup_video_ctrl()). Более того, драйвер поддерживает набор quirks, которые позволяют поддерживать камеры с разного рода отклонениями от стандарта UVC. В общем, разработчики драйвера сделали лучшее, что возможно для поддержки зоопарка камер.

Добавив коррекцию размера буфера, я получил стабильную работу в режиме 1280х720 и даже в режиме 1920х1080. Ура! Половина задачи решена!

В поисках новых приключений

Немного порадовавшись первой удаче, я вспомнил, что mjpg-streamer далек от совершенства. Наверняка можно сделать что-то простое, не такое универсальное как mjpg-streamer, но более подходящее для моих условий. Так я решил сделать uvc2http.

В mjpg-streamer мне не понравилось использование нескольких потоков и копирование буферов. Это определило архитектуру решения: 1 поток и никакого копирования. Используя non-blocking IO, это делается достаточно просто: захватываем кадр и без копирования отсылаем его клиенту. Есть небольшая проблема: пока мы отсылаем данные из буфера, мы не можем вернуть буфер обратно в очередь. А пока буфер не в очереди, драйвер не может положить в него новый кадр. Но если размер очереди > 1, то это становится возможным. Число буферов определяет максимальное количество подключений, которое можно гарантированно обслуживать. Т.е., если я хочу гарантированно поддерживать 1 клиента, то 3-х буферов достаточно (в один буфер пишет драйвер, из второго отсылаем данные, третий в запасе, чтобы избежать конкуренции с драйвером за буфер при попытке получить новый кадр).

Uvc2http

Uvc2http состоит из двух компонентов: UvcGrabber и HttpStreamer. Первый отвечает за получение буферов (кадров) из очереди и возврат их обратно в очередь. Второй отвечает за обслуживание клиентов по HTTP. Есть еще немного кода, который связывает эти компоненты. Подробности можно посмотреть в исходниках.

Неожиданная проблема

Все было замечательно: приложение работало и в разрешении 1280х720 выдавало 20+ кадров/сек. Я делал косметические изменения в коде. После очередной порции изменений я замерил частоту кадров. Результат был удручающий — меньше 15 кадров. Я бросился искать, что же привело к деградации. Я потратил, наверное, 2 часа в течение которых частота уменьшалась с каждым замером до значения 7 кадров/сек. В голову лезли разные мысли о деградации из-за долгой работы роутера, из-за его перегрева. Это было что-то непонятное. В какой-то момент я отключил стримминг и увидел, что просто один захват (без стримминга) давал те же 7 кадров. Я даже начал подозревать проблемы с камерой. В общем какая-то чушь. Дело было вечером и камера, повернутая в окно, показывала что-то серое. Дабы сменить мрачное изображение я повернул камеру внутрь комнаты. И, о чудо! Частота кадров увеличилась до 15 и я все понял. Камера автоматически подстраивала время экспозиции и в какой-то момент это время стало больше длительности кадра при заданной частоте. За эти два часа случилось следующее: сначала плавно темнело (это был вечер), а потом я повернул камеру внутрь освещенной комнаты. Направив камеру на люстру я получил 20+ кадров/сек. Ура.

Другие проблемы и нюансы использования

Результаты

Ниже табличка с результатами сравнения mjpg-streamer и uvc2http. Если коротко — есть значительный выигрыш в потреблении памяти и небольшой выигрыш в частоте кадров и загрузке CPU.

1280×720						1920×1080
VSZ, KB, 1 client	VSZ, KB, 2 clients	CPU, %, 1 client	CPU, %, 2 clients	FPS, f/s, 1 client	FPS, f/s, 2 clients	VSZ, KB, 1 client	VSZ, KB, 2 clients	CPU, %, 1 client	CPU, %, 2 clients	FPS, f/s, 1 client	FPS, f/s, 2 clients
Mjpg-streamer	16860	19040	26	43	17.6	15	25456	25812	28	50	13.8	10
uvc2http	3960	3960	26	43	22	19.6	7576	7576	28	43	15.5	12.2

Ну и конечно же видео, которое я сделал вместе с детьми:

Фото получившегося танка (получилось что-то вроде цыганской телеги):

Использование

Исходники находятся здесь. Для использования на PC Linux надо всего лишь собрать (при условии что вы не хотите патчить драйвер UVC). Утилита собирается с помощью CMake стандартным способом. Если же надо использовать в OpenWRT, то надо сделать дополнительные шаги:

1. Скопировать содержимое директории OpenWrt-15.05 в корень репозитория OpenWRT. Эти файлы только для OpenWRT 15.05. Они описывают новый пакет для OpenWRT и патч для драйвера UVC.
2. Если ваша камера также возвращает завышенный размер необходимого буфера, то надо добавить использование quirk UVC_QUIRK_COMPRESSION_RATE для вашей камеры в файле uvc_driver.c. Для этого надо сделать собственный патч для драйвера UVC. Как это сделать, описано здесь wiki.openwrt.org/doc/devel/patches. Вам необходимо добавить описание вашей камеры в массив uvc_ids. В качестве примера можно посмотреть на описание моей камеры:

Настроить сборку OpenWRT стандартный методом (http://wiki.openwrt.org/doc/howto/build). При настройке необходимо выбрать пакет uvc2http в меню Multimedia.

Собрать пакет uvc2http или полный образ (обязательно если вам необходим патч драйвера) для вашей целевой платформы. Если установить утилиту как пакет, то она будет запускаться при старте.

Установить пакет на устройство/обновить систему

Что дальше

Решение состоит из двух частей: патч драйвера и другой алгоритм стримминга. Патч драйвера можно было бы включить в новую версию ядра линукса, но это спорное решение, так как оно основано на предположении о минимальном коэффициенте сжатия. Утилита же, на мой взгляд, хорошо подходит для использования на слабых системах (игрушках, домашних системах видеонаблюдения), и ее можно немного улучшить, добавив возможность задавать настройки камеры через параметры.

Алгоритм стримминга можно улучшить так как есть запас по загрузке CPU и по ширине канала (я легко получал с роутера 50+ MBit подключая десяток клиентов). Также можно добавить поддержку звука.

Источник

Большой брат в Linux или видеонаблюдение своими руками

Большой брат в Linux или видеонаблюдение своими руками.

После переезда в новый офис, дабы не расслаблять сотрудников, было решено
установить систему видеонаблюдения. Но, как обычно, основным условием было:
дешево и сердито 🙂 После обдумывания и подсчетов было решено остановиться на
следующем:
IP камеры и компьютер в качестве регистратора.
Для начала попробовали небезызвестный ZoneMinder. Но отчего-то с 9 камерами он
грузил систему нещадно. После некоторой борьбы с ним, было решено отказаться от
него. Поискав на просторах Internet была найдена программка под названием
motion (http://www.lavrsen.dk/twiki/bin/view/Motion/WebHome). Почитав немного
про нее, было решено остановиться на ней.
Итак, у нас были IP камеры, компьютер в качестве регистратора, motion в
качестве софта и желание подружить весь этот колхоз 🙂
И что же умеет motion из того, что нам надо? 🙂
1. Работа с камерами, подключенными через карты захвата либо с IP камерами.
2. Выполнять скрипты при наступлении и окончании события.

Ну чтож, приступим. Для начала попробуем с одной камерой 🙂
Устанавливаем motion.
Далее, в папке /etc/motion/ копируем файл с конфигурацией (motion.conf) в файл
для нашей камеры, например motion1.conf. А теперь начинаем его править под
себя:
1. закомментируем строчку
videodevice /dev/video0
2. в строке netcam_url прописываем URL для доступа к нашей камере. Мы
использовали IP камеры Axis, модель 207 (со встроенным микрофоном).
Для нашего случая выглядело так:
netcam_url
http://camera_ip/axis-cgi/mjpg/video.cgi?resolution=640×480
где camera_ip — IP адрес камеры 🙂
3. далее находим строку target_dir — здесь указываем путь к папке, где будем
хранить данные с камеры.
4. а теперь начинается самое интересное. Находим строку on_event_start. Здесь
мы прописываем команду, которая будет выполняться при наступлении события, то
есть при движении. Что нам это дает? А дает нам это то, что мы не будем
постояно вести запись, а только по необходимости — есть движение, идет запись,
закончилось, остановились и мы. Таким образом получается экономия. Для
сравнения — у нас ведется запись с 10 камер — цветная картинка 640х480 со
звуком, записи хранятся 21 день и все это дело занимает на диске в среднем 135
GB, а всесте с фото, которые делает motion около 200 GB.
5. следующая строка: on_event_end — это для команды, отрабатывающей по
окончанию события.
6. И еще один нюанс, motion поднимает небольшой http сервер, а так как для
каждой камеры запускается своя инстанция программы с отдельным конфигом, то
важно, чтобы он слушал на разных портах. Для этого проверяем, чтобы следующие
строки отличались в каждом файле:
webcam_port и control_port
Для примера: для первой камеры ставим значения
webcam_port 8081
control_port 8080
для второй
webcam_port 8083
control_port 8082
и так далее.

Это в принципе основные изменения. Думаю при внимательном прочтении конфига вы
сами найдете нужные вам параметры, так как там все довольно хорошо
задокументировано.

Теперь вернемся к скриптам, которые отрабатывают при начале и окончании
события.
Так как нам надо писать видео с камеры, то для этого я использовал mencoder.
В папке /root/bin/ создаем скрипты recordstart.sh и recordstop.sh, которые
будут запускаться при наступлеии и окончании события соответсвенно.
Давайте заглянем внутрь recordstart.sh:

[root@video bin]# cat /root/bin/recordstart.sh
#!/bin/bash

# We are using two variables
# 1 — camera name
# 2 — directory name (where file will be stored)

# Generate filename
start=«cam$<1>»
dt=`date +%Y%m%d%H%M%S`
FILENAME=»$-$

.avi»
echo $FILENAME

if [ «$1» -eq 218 ]
then
`/usr/bin/mencoder -ovc copy -oac pcm -delay 1.5 -mc 10 -o
/video/motion/$2/$FILENAME rtsp://192.168.95.218/mpeg4/media.amp > /dev/null`
elif [ «$1» -eq 219 ]
then
`/usr/bin/mencoder -ovc copy -oac pcm -delay 1.5 -mc 10 -o
/video/motion/$2/$FILENAME rtsp://192.168.95.219/mpeg4/media.amp > /dev/null`
else
`/usr/bin/mencoder -ovc copy -oac pcm -mc 10 -o /video/motion/$2/$FILENAME
rtsp://192.168.95.$1/mpeg4/media.amp > /dev/null`
fi

Скрипт принимает два параметра:
1 — имя камеры, хотя имя не совсем верно, так как это последний октет из IP
адреса камеры. То есть, как в нашем случае (мы используем 95 подсеть — 192.168.95.0/24). Таким образом, при передаче значения 211 — будет ясно, что
хотим обратиться к камере с IP 192.168.95.211
2 — директория, где будет храниться записанный файл. Сделано для того, чтобы
легче было искать. Опять же в нашем случае: имеется папка /video/motion в
которой хранятся записи, но для того, чтобы не мешать все в кучу, она содержит
поддиректории зон: kuhnya, balkon и т.д. Значит при передаче значения balcon — запись будеть производиться в директорию /video/motion/balkon.

Читайте также:  Windows не удалось подготовить компьютер что делать

Итак, при вызове скрипта в виде /root/bin/recordstart.sh 211 balkon — скрипт
будет писать с камеры с IP 192.168.95.211 в директорию /video/motion/balkon.
Надеюсь тут все более-неменее ясно 🙂

Как видно, вначале мы генерируем уникальное имя для файла, в который будем
писать, которое состоит из следующих частей:
start — номер камеры, вернее последний октет из ее IP с предшествующим ей cam.
dt — текущая дата в формате ГГГГММДДччммсс.
Пример имени файла: cam218-20090924131847.avi — то есть, пишется с камеры с IP
192.168.95.218, дата начала: 2009 год, 09 месяц, 24 число, 13 часов, 18 минут,
47 секунд.

Небольшое пояснение: так уж оказалось, что у нас разные модели камер, которые
предоставляют разные способы доступа к потоку видео данных, из-за этого
пришлось ввести в скрипте проверки.
Теперь пройдемся по mencoder-у:
-ovc copy — означает, что видеоряд копируем, так как с камеры сразу идет в
mpeg4
-oac pcm — какой кодек использовать для звуковой дорожки, если камера позволяет
писать звук.
-mc 10 — Максимальная величина корректировки A-V синхронизации на один кадр (в
секундах)
-delay 1.5 — Задержка в мс, которая должна вноситься в каждый канал

Если у вас проблемы с синхронизацией видео и звукового ряда, тогда надо менять
значения для последних двух параметров — mc и delay.
Для теста можно использовать mplayer.

Ну вот, теперь при наступлении события, мы можем запускать данный скрипт.
Таким образом в конфиге для motion для нашей камеры прописываем в строке
on_event_start что-то похожее:
on_event_start «/root/bin/recordstart.sh 210 koridor1»

И он начнет писать :)))
Но ведь это все еще надо остановить :)))
Для этого используем второй скрипт /root/bin/recordstop.sh.

[root@video bin]# cat /root/bin/recordstop.sh
#!/bin/bash

# We are using one variable
# 1 — camera name

# Get string with mencoder process PID
MPID=`ps ax | grep mencoder | grep cam$ <1>| awk ‘< print $1 >‘`

# Kill process
`kill -15 $MPID`

Скрипт принимает один параметр — все тот же последний октет из IP адреса
камеры.

Соответсвенно в строке on_event_end файла конфигурации прописываем что-то
вроде:
on_event_end «/root/bin/recordstop.sh 210»

Ну вот примерно и все, что касается конфигурации.
Теперь перейдем к рутинным операциям 🙂
У меня используются две, которые отрабатывают по крону.
1. Удаляет устаревшие файлы, которые страрше 21 дня.
2. Объединяет все файлы за день в один.

Рассмотрим скрипт для чистки. У меня он располагается в директории /root/sbin
и,
для того, чтобы враги не догадались, называется clean.sh

]# cat /root/sbin/clean.sh
#!/bin/sh

/bin/find /video/balkon -name «*.*» -mtime +21 -delete
/bin/find /video/motion/balkon -name «*.*» -mtime +21 -delete

В первой директории хранятся фотографии, сделанные motion — это параметр из
файла конфигурации в строке target_dir.
Вторая директория — куда пишется видео, запущенное из скрипта recordstart.sh

А вот второй скрипт посложнее.
[root@video

]# cat /root/sbin/concatfiles.py
import os, stat, types, commands

workDir = ‘/video/motion/’
dirs = os.listdir(workDir)
oldDate = summaryFile = summaryFileTmp = »
for dir in dirs:
filesList = os.listdir(workDir + dir)
filesList.sort()
for file in filesList:
tmpN = file.split(‘.’)
nm = tmpN[0]
tmpN = nm.split(‘-‘)
if tmpN[0] != ‘S’:
nm = tmpN[1]
year = nm[0:4]
month = nm[4:6]
day = nm[6:8]
date = year + month + day
if oldDate != date:
summaryFile = workDir + dir + ‘/S-‘ + tmpN[0] + ‘-‘ + year +
month + day + ‘.avi’
summaryFileTmp = workDir + dir + ‘/S-‘ + tmpN[0] + ‘-‘ + year +
month + day + ‘-tmp.avi’
#conactenate files
command = ‘/usr/bin/mencoder -oac copy -ovc copy ‘ + workDir +
dir + ‘/’ + tmpN[0] + ‘-‘ + date + ‘*.avi -o ‘ + summaryFileTmp
os.system(command)
#fix key frame
command = ‘ffmpeg -i ‘ + summaryFileTmp + ‘ -ss 0.04 -vcodec
copy -acodec copy -vcodec copy -acodec copy ‘ + summaryFile
os.system(command)
#remove tmp file
command = ‘/bin/rm -f ‘ + summaryFileTmp
os.system(command)
#remove old files
command = ‘/bin/rm -f ‘ + workDir + dir + ‘/’+ tmpN[0] + ‘-‘ +
date + ‘*.avi’
os.system(command)
oldDate = date

Это для объединения коротких роликов за день в один суммарный. (Для тех кто не
в курсе — он на питоне).
Единственное, что нужно менять — это переменная workDir — путь, куда mencoder
пишет свои файлы, все из того же recordstart.sh

Прописываем их в крон на выполнение раз в сутки, желательно ночью, пока карета
не превратится в тыкву 🙂

Запускаем motion следующим образом:
motion -c /path/to/config/file

где
/path/to/config/file — путь к нашему файлу с конфигом 🙂

А далее запускаем их при загрузке системы.

Ну вот наверное и все 🙂
Если будут вопросы — задавайте 🙂

UPD: будьте внимательны с скриптом на питоне, так как сбилась вся
табуляция, что для него очень критично.

Источник