Захват с веб камеры linux

Как записать видео с веб-камеры на Linux

У вас есть веб-камера? Вы пытаетесь понять, как записать видео с ним на свой ПК с Linux? Не знаете, как с ним сфотографироваться? Мы можем помочь! Следуйте этому руководству и покажем, как записать веб-камеру в Linux!

Примечание. Для работы этого руководства вам потребуется веб-камера, совместимая с платформой Linux. Убедитесь, что вы используете веб-камеру, которая работает с Linux, установив правильные драйверы для вашего дистрибутива Linux или купив камеру с открытыми драйверами, включенными в ядро ​​Linux.

Установка Cheese в Linux

Для записи видео с веб-камеры в Linux вам необходимо установить утилиту для веб-камеры. В Linux существует множество типов утилит для веб-камер. Однако в этом руководстве мы сосредоточимся на применении сыра.

Почему сыр? Это самое надежное приложение из всех других веб-камер в Linux. Кроме того, это самое современное и наиболее широко используемое из всех доступных приложений. Ни одно другое приложение для веб-камеры не является настолько популярным, как Cheese в Linux, или настолько простым в установке.

Чтобы начать установку приложения веб-камеры Cheese на ПК с Linux, начните с запуска окна терминала на рабочем столе Linux. Для запуска окна терминала нажмите Ctrl + Alt + T или Ctrl + Shift + T на клавиатуре. Также можно выполнить поиск «Терминал» в меню приложения.

После того, как окно терминала открыто и готово к использованию на рабочем столе Linux, следуйте инструкциям командной строки, приведенным ниже, которые соответствуют ОС Linux, вы используете, чтобы все заработало.

Примечание. Возможно, на вашем компьютере с Linux уже установлен Cheese. Чтобы проверить, установлено ли у вас приложение, откройте меню приложения и выполните поиск «Сыр». Если вы не можете найти его, вы должны следовать инструкциям по установке в этом руководстве, чтобы использовать приложение.

Ubuntu

В Ubuntu Linux можно быстро установить приложение веб-камеры Cheese с помощью следующей команды Apt ниже.

Debian

Вы используете Debian Linux? Нужно запустить последнее приложение Cheese? Используйте следующую команду Apt-get ниже в окне терминала.

Arch Linux

Те, кто работает в Arch Linux, могут быстро запустить и запустить утилиту веб-камеры Cheese, выполнив следующую команду установки Pacman в окне терминала.

Fedora

Пользователи Fedora Linux имеют доступ к приложению веб-камеры Cheese с помощью команды установки Dnf . Чтобы заставить его работать в вашей системе, введите команду ниже в окне терминала.

OpenSUSE

Вы используете OpenSUSE Linux? Вам нужен доступ к программе веб-камеры Cheese на вашем ПК? Используйте команду Zypper ниже в окне терминала, чтобы заставить его работать.

Запись видео с Cheese

Запись видеороликов с помощью Cheese проста благодаря простому пользовательскому интерфейсу. Чтобы начать процесс записи, запустите приложение на рабочем столе Linux. Вы можете запустить его, выполнив поиск «Сыр» в меню приложения.

После того, как приложение Cheese открыто, убедитесь, что ваша веб-камера захвачена. Вы будете знать, что ваша камера снимается, если вы видите себя на экране. Если ваша камера не снимается, отключите устройство от ПК и закройте программу Cheese. Затем подключите его снова и перезапустите приложение.

Когда вы подтвердите, Cheese захватывает вашу веб-камеру, следуйте пошаговым инструкциям ниже, чтобы узнать, как записывать видео с вашей веб-камеры с помощью Cheese в Linux.

Шаг 1: Найдите раздел «Видео» приложения «Сыр» и щелкните по нему мышью. Выбор этой опции переведет Cheese в режим видео. В некоторых случаях вам может не понадобиться выбирать «Видео», так как он открывается там по умолчанию.

Шаг 2: В режиме видео ваша камера должна отображать прямую трансляцию в окне предварительного просмотра. Чтобы убедиться в качестве камеры, посмотрите на себя в Cheese и немного подвигайтесь, чтобы убедиться, что приложение правильно захватывает видео.

Шаг 3: Найдите значок веб-камеры и щелкните по нему мышью. Это немедленно начнет запись. Он будет записывать звук с микрофона по умолчанию на вашем ПК с Linux.

Шаг 4: Когда вы закончили запись своей веб-камеры и хотите закончить запись, нажмите кнопку остановки.

Вы сможете получить доступ ко всем записям веб-камеры в папке «Videos» в вашем домашнем каталоге.

Фотографировать с Cheese

Знаете ли вы, что можно делать снимки с помощью веб-камеры? Вот как это сделать.

Шаг 1: Найдите раздел «Фото» в разделе «Сыр» и щелкните по нему мышью.

Шаг 2: После выбора опции «Фото», Cheese перейдет в режим изображения. Отсюда выберите значок веб-камеры, чтобы сделать снимок.

Снимки, сделанные с помощью Cheese, сохраняются в папке «Photo» вашего домашнего каталога.

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

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