Linux работа с камерой

Настройка Веб-камеры в Линукс

За последние несколько лет стоимость функциональности операционной системы Linux не сократилась, а даже выросла. Хорошая аппаратная поддержка — одна из последних вещей, которых Linux не хватает по сравнению с другими операционными системами. На самом деле это не ошибка сообщества Linux. Производители оборудования виноваты в том, что они не поддерживают свое собственное оборудование в операционных системах, отличных от проприетарных.

Разработчики сообщества Linux на самом деле делают чудеса с поддержкой аппаратного обеспечения, и я благодарю их за проделанную большую работу. Поддержка веб-камеры была когда-то скрытой в списке оборудования, поддерживаемого Linux. Но сегодня у нас есть видеозахват Video4Linux, поддерживаемый драйверами веб-камеры UVC и GSPCA, и большинство веб-камер успешно работают на наших Linux-ПК.

Это может быть очень запутанным для тех, кто только что установил Ubuntu, чтобы обнаружить, что его веб-камера работает, но что он не контролирует такие параметры, как яркость, контрастность, автоэкспозиция и т. д. Типичный пользователь собственной операционной системы использовал бы элементы управления, для настройки этих настроек. Но мы не отстаем от продвинутых разработчиков, потому что сообщество Linux предоставляет средства для управления нашими веб-камерами.

Позвольте мне представить приложения, которые я использую на своем компьютере Ubuntu с помощью Logitech E3500, Logitech E2500 и многих других веб-камер без названия, чтобы настроить их видео и другие настройки.

Настройка Веб-камеры в Linux

Как вы поняли, в этой статье мы поговорим про настройку веб-камеры в дистрибутивах Linux. Настройка Веб-камеры в Linux является очень простой и сейчас мы расскажем вам как это сделать, самым простым способом. Если у вас возникнут какие-то вопросы — пишите их в форме для комментариев. Мы обязательно подскажем вам, что и как нужно сделать еще более детально.

Сначала есть инструмент Gtk-v4l. Это в основном панель управления для веб-камеры и имеет все настройки, которые драйверы веб-камеры для других операционных систем обеспечивают для вашего веб-камеры Video4Linux.

Работа с веб-камерой в Linux

Также стоит отметить, что драйвера этих программ поддерживают таких производителей как:

• Samsung
• Genius
• Sony
• Tevion
• Trust
• MediaForte
• Micro Innovations
• Hercules
• Jenoptik
• Typhoon
• а также огромное количество других производителей.

Gtk-v4l не находится в репозиториях Ubuntu 17.10, поэтому вы должны добавить свой репозиторий в список источников. Вот команды для этого:

Второе приложение, которое я использую, называется Guvcview, и это что-то вроде Gtk-v4l plus Cheese. Вы можете управлять своими веб-камерами, записывать снимки, видео и многое другое. Guvcview, как Gtk-v4l, не находится в репозитории Ubuntu 17.10, поэтому вы должны сначала добавить его репозиторий для его установки:

На скриншоте выше вы можете увидеть пользовательский интерфейс Guvcview.

Я думаю, что эти два приложения — это средний пользователь, который должен контролировать свои веб-камеры в операционной системе Ubuntu Linux, вы согласны? если вы не являетесь средним пользователем и хотите управлять веб-камерой с помощью CLI с терминала, вы можете найти больше информации на нашем сайте.

Выводы

Настройка Веб-камеры в Linux является очень простой в любой современной версии Ubuntu. Мы рассказали вам про самые лучшие программы, которые являются очень удобными даже для новичка.

Если статья была для вас интересной, то поделитесь ссылкой на нее в своих социальных сетях. Это очень поможет в развитии нашего сообщества.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Работа с usb видеокамерой в Linux. Часть 1

По популярности видеокамера, сегодня, стоит в одном ряду с микрофоном и наушниками. Она используется в различных направлениях, таких как распознавание объектов, дополненная реальность, видеоконференции и множество других. Но что же скрыто под капотом этих сложнейших программ? Как мы получаем картинку с видеокамеры? Этот цикл статей позволит взглянуть на простоту работы с видеокамерой на низком уровне, обработку полученного изображения.

Для начала, немного информации о работе с устройствами в системе Linux. Устройства в nix системах представляют собой файл. С некоторыми файлами-устройств мы можем работать как с обычными файлами. Например:

эта команда выведет на экран весь диск sda.

Есть устройства с которыми нельзя работать напрямую, к ним относится видеокамера.При попытке это сделать мы получим такую реакцию системы:

*Где /dev/video0 это файл-устройство найшей видеокамеры.

Для работы с ней нам понадобится системная функция ioctl детальнее о ней можно ознакомится [1]. Попробуем это применить. Вот код позволяющий считать информации с устройства (альтернатива команде cat для видеоустройств):

В первых строках кода считываются параметры с которой запущено приложение. Если параметров нету то device_name принимает стандартоне значение «/dev/video0».

В блоке «Open Device» происходит открытие устройства системной функцией open (нужно подключить header fcntl.h). Обязательный параметр O_RDWR отвечает за открытие устройства считывания/записи. Если при подключении возникла ошибка, то функция open вернет -1.

Блок «Read Params From Device» — это сердце нашей маленькой программы. Для его использования надо подключить билиотеку возможно прийдется её установить, у каждого дистрибутива свой пакет под эту библиотеку
Системная функция ioctl имеет три параметра:
file_device — дескриптор нашего устройства
VIDIOC_QUERYCAP — функция ядра, которую применяем для нашего устройства.
device_params — область памяти куда будет сброшен результат функции «VIDIOC_QUERYCAP».

device_params это структура состоящая из таких полей:

если возникла ошибка ioctl вернет -1

Блок «Close Device» закрывает дескриптор устройства.

Посмотрим программу в действии.

устройство не определилось ядром либо не подключено уборщица опять ненужные провода дергала.
Подключаем и заново запуск. Получаем такую информацию:

поле capabilities и device capabilities можно расшифровать благодаря константам из файла videodev2.h:

На этом вводная статья заканчивается. В следующих обзорах будут затронуты, такие темы как memory-mapping, виодеформаты изображения, настройка камеры, вывод изображения в текстуру, работа с несколькими камерами.

Источник

Настройка веб-камеры Linux

Сейчас все ноутбуки поставляются со встроенным средством связи — веб-камерой. Это очень удобно. С помощью web-камеры Linux вы можете общаться с друзьями через интернет, делать фото или даже записывать видео с ноутбука. Но только есть одно но. Не для всех моделей веб-камер есть драйвера в ядре Linux. Веб-камеры подобно сетевым wifi адаптерам еще не полностью поддерживаются этой операционной системой. Но тем не менее многие работают и даже очень хорошо. В этой инструкции мы рассмотрим как выбрать веб-камеру для Linux, а также поговорим о том как с ней работать и настраивать.

Выбор веб-камеры для Linux

Одно дело если ваша веб-камера встроена в ноутбук и вы ничего уже не можете поменять, но другое, если вы покупаете ее сами. В таком случае к выбору web-камеры linux нужно подойти серьезно. Несмотря на то, что сейчас все больше и больше оборудования поддерживается ядром Linux, и достаточно хорошо поддерживаются многие камеры, важно обезопасить себя от проблем.

В Linux, для подключения веб-камер чаще всего используется драйвер v4l, он по умолчанию включен в ядро. Если ваша веб камера linux будет совместима с этим драйвером, скорее всего, с ней проблем не будет. Посмотреть список совместимых устройств можно на сайте Ubuntu. Если кратко, то — вот основные производители:

Конечно, есть и другие производители, и другие драйвера, но с этим драйвером есть большая вероятность того что все будет работать из коробки. v4l использует другие драйвера для работы с оборудованием от различных производителей, но драйвера для всех веб камер, поддерживаемых v4l уже встроены в ядро.

Настройка веб-камеры в Linux

Если веб камера linux совместима с вашей системой, то она автоматически определится и будет работать. Давайте посмотрим определилась ли веб-камера в вашей системе:

Устройство video0 и есть ваша webcam linux, если все в порядке, вы можете с ней работать. Но что же делать если камеры нет? Не все камеры поддерживаются по умолчанию ядром и драйвером v4l. Но для некоторых есть сторонние драйвера, так что еще есть шанс заставить все это работать. Сначала посмотрим что скажет система о состоянии драйверов нашей веб камеры:

В этом примере программа сообщает что нужно использовать драйвер gspca_zc3xx, он готов к использованию и осталось его только загрузить командой:

Теперь еще раз проверьте есть ли устройство видео в каталоге /dev/.

Обычно система в этом сообщении должна сказать какой драйвер нужен, а уже с помощью интернета вы сможете найти как его установить в своей системе. Если предыдущий драйвер не работает или у вас другая веб-камера можно попробовать также драйвер uvcvideo:

Не во всех дистрибутивы по умолчанию выставляются правильные права на доступ к файлу устройства веб-камеры. Добавим разрешение на чтение и запись для всех пользователей в группе video:

$ sudo chmod g+rw /dev/video0

Настройка веб-камеры linux завершена. Теперь давайте рассмотрим как использовать веб-камеру в Linux.

Работа с веб-камерой в Linux

Кроме стандартного использования web-камеры linux по назначению для видеозвонков в программе Skype, можно делать еще много вещей, например писать видео или делать фотографии. В Linux существует несколько способов записи видео с помощью веб-камеры.

Рассмотрим самые распространенные из них. Во-первых, вы можете транслировать вывод веб камеры сразу на экран компьютера или ноутбука просто выполнив команду:

А с помощью mencoder вы можете сразу писать вывод веб-камеры в avi файл:

Если в вашей системе не установлены эти утилиты, то вы можете использовать даже ffmpeg для записи видео с веб камеры:

Вам необязательно использовать для этой задачи консольные утилиты. Записывать видео с различных устройств позволяет и такая программа, как vlc. Запустите программу из главного меню, откройте меню файл, устройство захвата:

Выберите устройство для записи видеокамера, файл устройства video0:

Дальше нажмите на стрелочку около кнопки Play и выберите Convert (конвертировать) такое решение необходимо для сохранения данных в файл, если сохранять ничего не нужно, можно сразу нажать Play, чтобы проигрывать видео на экране в реальном времени:

Здесь осталось только выбрать файл для сохранения в поле конвертировать в файл:

После того как вы нажмете Старт начнется запись и засветится лампочка на веб-камере:

В набор программ v4l-tools входит утилита streamer, которая позволяет выполнять различные действия веб-камерой в Linux, записывать фото и видео.

Возможно, перед началом работы придется установить сам пакет:

Теперь можно использовать программу. Для записи одного фрейма выполните:

Следующая команда сохранит 10 фреймов:

А такой командой можно записать видео, длительностью 30 секунд и с расширением 352 х 240 пикселей:

Выводы

Вот и все. В этой статье была кратко рассмотрена настройка веб-камеры Linux. Если у вас остались вопросы, пишите комментарии!

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