5、树莓派连接官⽅CSI摄像头的使⽤
本篇博⽂⼤部分转
其中有部分细节根据⾃⼰的实际操作进⾏了修改
5.1基本操作
⽬前提供了三个应⽤程序，分别为：raspistill、raspivid、raspistillyuv。其中 raspistill 和 raspistillyuv ⾮常相似，并且都是⽤于捕捉图像，⽽ raspivid ⽤于捕捉视频。 在树莓派3B+的树莓派的 raspberry 2018.04.18 stretch版本的系统中已经⾃带raspistill,raspivid这两个应⽤程序，另外⼀个不⽀持。
所有应⽤程序均基于⽅式运⾏，通过 OpenMAX 的 mmal API 进⾏编写。OpenMAX 的 mmal API 提供了更易使⽤的系统组件。注意，mmal 是⼀个由 Broadcom 为 Videocore 4 系统定制的 API。
应⽤程序使⽤了四个 OpenMAX（mmal）组件：camera（摄像）、preview（预览）、encoder（编码）、null_sink。所有应⽤程序均使⽤了摄像组件，raspistill 使⽤了图像编码组件，raspivid使⽤了视频编码组件，raspistillyuv没有使⽤编码组件，⽽是直接将 YUV 或 RGB 从摄像组件输出到⽂件。
预览显⽰为可选参数，但是可以⽤于全屏或输出到指定的显⽰器显⽰区域进⾏显⽰。如果预览被禁⽤，
那么 null_silk 组件将会对预览帧进⾏“吸收”。这是由于尽管不需要摄像头⽣成供显⽰所⽤的的预览帧，但是仍需要使⽤它们进⾏曝光计算和⽩平衡设置的缘故。
此外，还可以省略⽂件名参数，这样既可以直接预览显⽰⽽不写⼊⽂件，或者直接输出到标准输出设备上。命令⾏帮助可以通过直接输⼊应⽤程序名称获得。
5.1.1安装摄像头硬件
警告：摄像头对静电⾮常敏感。如果您在安装摄像头电路板时没有防静电⼿环，可以尝试触摸⼀下⽔龙头、⾦属⽔槽或其它类似的东西即可。
摄像头电路板与 Raspberry Pi 通过⼀条 15 芯的排线进⾏连接。仅有两个连接座需要连接，排线需要安装到摄像头电路板和Raspberry Pi 上。您需要正确安装，否则摄像头⽆法⼯作。对于摄像头电路板，排线末端的蓝⾊标记应该背对着电路板。⽽ Raspberry
Pi 部分，蓝⾊标记应该正对着⽹络接⼝⽅向。
尽管两部分连接座不尽相同，但它们的⼯作⽅式很相似。对于 Raspberry Pi，拉起连接座两端的卡扣。它应该很容易拉起，并能够轻微活动。把排线完全插⼊到连接座中，并保证竖直，然后轻轻按下两端的卡扣。摄像头电路板⽅⾯，也需要您将卡扣向电路板相反⽅向拉开，然后轻轻插⼊排线，最后
将卡扣推回。摄像头电路板的连接座与 Pi 上的区别就在这⾥。
5.1.2安装摄像头软件
执⾏下⽂介绍的命令⾏进⾏下载并安装最新的内核，GPU 固件及应⽤程序。您需要连接到互联⽹才可以实现以下操作。
1$sudo apt-get update
2$sudo apt-get upgrade
接下来，您⾸先需要在 Raspberry Pi 的 raspi-config 程序中启⽤摄像头的⽀持。
1）连接摄像头与树莓派
2）修改树莓派配置，开启摄像头模块。
图1
将光标移动到摄像头选项（Camera option）处，并选择启⽤（Enable）。在退出 raspi-config 时会要求您重新启动。启⽤选项是为舒高老公
了确保重启后 GPU 固件能够正确运⾏（包括摄像头驱动和调节电路），并且 GPU 从主内存划分到了⾜够的内存使摄像头能够正确运⾏。
图2
测试系统已经完成安装并正常⼯作，可尝试以下命令：
这个命令将显⽰来⾃摄像头 5 秒钟的预览图像，并且拍摄⼀张照⽚，然后保存为⽂件 test.jpg，保存
在/home/pi的⽬录下⾯，同时显⽰出需要相关信息。
5.1.3通⽤命令⾏参数
预览窗⼝
–preview, -p 预览窗⼝设置 <‘x,y,w,h’>
允许⽤户在屏幕上定义预览窗⼝的⼤⼩和位置。注意，这将在所有其它窗⼝/图像的上层显⽰。
–fullscreen, -f 全屏预览模式
强制预览屏幕全屏显⽰。注意，这将会保留输⼊图像的长宽⽐例，所以可能会在图像的边缘出现填充条。
–nopreview, -n 不显⽰预览窗⼝    完全禁⽤预览窗⼝。注意，尽管预览窗⼝被禁⽤，但摄像头仍然在进⾏处理，所以会继续消耗资源。 sudo raspi-config
$raspistill -v -o test.jpg
–opacity, -op 设置预览窗⼝透明度
设置预览窗⼝的透明度。0 为完全透明，255 为完全不透明。
摄像头控制参数
–sharpness, -sh 设置图像锐度（-100 – 100）
设置图像的锐度，默认为 0。
–contrast, -co 设置图像对⽐度（-100 – 100）
设置图像的对⽐度，默认为 0。
–brightness, -br 设置图像亮度（0 – 100）
设置图像的亮度，默认为 50。0 为最暗，100 为最亮。
–saturation, -sa 设置图像饱和度（-100 – 100）
设置图像⾊彩饱和度。默认为 0。
–ISO, -ISO 设置捕捉 ISO
为捕捉图像设置 ISO。范围为 100 到 800。
–vstab, -vs 打开视频稳定
仅⽤于视频模式，⽤于开启视频稳定。
–ev, -ev 设置曝光补偿
设置图像的曝光补偿。范围为 -10 到 10，默认为 0。
–exposure, -ex 设置曝光模式
可能⽤到的参数为：
auto – 使⽤⾃动曝光模式
night – 夜间拍摄模式
nightpreview -夜间预览拍摄模式（暂且这么称呼）
backlight – 逆光拍摄模式
spotlight – 聚光灯拍摄模式
sports – 运动拍摄模式（⾼速快门等）
snow – 雪景优化拍摄模式
beach – 海滩优化拍摄模式
verylong – 长时间曝光拍摄模式
fixedfps – 帧约束拍摄模式
antishake – 防抖模式
fireworks – 烟⽕优化拍摄模式
注意，不是所有的设置都会在对摄像头进⾏微调时得到相应作⽤。 –awb, -awb 设置⾃动⽩平衡
可能⽤到的参数为：
off – 关闭⽩平衡测算
auto – ⾃动模式（默认）
sun – ⽇光模式
cloud – 多云模式
shade – 阴影模式
tungsten – 钨灯模式
fluorescent – 荧光灯模式
incandescent – ⽩炽灯模式
flash – 闪光模式
horizon – 地平线模式
–imxfx, -ifx 设置图像特效
最好的轮胎品牌设置应⽤于图像上的特效
可能⽤到的参数为：
none – ⽆特效（默认）
negative – 反⾊图像
solarise – 曝光过度图像
posterize – ⾊调图像
whiteboard – ⽩板特效
blackboard – ⿊板特效
sketch – 素描风格特效
denoise – 降噪图像
emboss – 浮雕图像
oilpaint – 油画风格特效
hatch – 草图特效
gpen – 马克笔特效
pastel – 柔化风格特效
watercolour – ⽔彩风格特效
film – 胶⽚颗粒风格特效
blur – 模糊图像
saturation – ⾊彩饱和图像
colourswap – 暂未可⽤
washedout – 暂未可⽤
posterise – 暂未可⽤
colourpoint – 暂未可⽤
colourbalance – 暂未可⽤
cartoon – 暂未可⽤
–colfx, -cfx 设置⾊彩特效
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指定图像 U 和 V 通道的参数（范围 0 到 255）。例如：–colfx 128:128 将得到⼀张单⾊图像。
–metering, -mm 设置测光模式
为预览和捕捉指定测光模式
可能⽤到的参数为：
average – 全画⾯平衡测光
spot – 点测光
backlit – 模拟背光图像
matrix – 阵列测光
–rotation, -rot 设置图像旋转（0 – 359）
对取景器和最终得到的图像进⾏旋转。可以接受 0 以上任何值，但由于硬件限制，只⽀持 0、90、180、270 度。
–hflip, -hf 设置⽔平翻转
⽔平翻转预览和保存的图像。
–vflip, -vf 设置垂直翻转
垂直翻转预览和保存的图像。
–roi, -roi 设置传感器感光区域
允许指定⽤于预览和捕捉的源所使⽤的传感器区域。该功能中 x 和 y 参数指定了坐上⾓的坐标，以及定义了宽度和⾼度值，并且所有值都为标准化坐标（0.0 到 1.0）。那么，感光区域设置为横向和纵向都为⼀半，并且宽度和⾼度都为传感器的四分之⼀时，可以写为：
-roi 0.5,0.5,0.25,0.25
–shutter, -ss 设置快门速度
设置快门的速度为指定的值（单位为微秒）。据当前的考证，⽬前未定义时，快门速度上限⼤约为 330000us（330ms 或 0.33s）。
5.1.4应⽤程序专有设置
raspistill
–width, -w 设置图像宽度
–height, -h 设置图像⾼度
–quality, -q 设置 JPEG 品质，品质为 100 时⼏乎等同于未压缩。75 相对是⽐较好的选择。
–raw, -r 向 JPEG 元数据中添加 RAW 信息，该参数将从摄像头获取到的 RAW 信息插⼊到 JPEG 元数据中。
–output, -o 输出⽂件名，指定输出的⽂件名。如果不指定，将不保存到⽂件。如果⽂件名为“-”，将输出发送⾄标准输出设备。
–latest, -l 链接最后⼀帧到⽂件名，基于该名称做⼀个指向最后⼀帧的⽂件系统链接。
–verbose, -v 在运⾏过程中输出详细信息，在程序运⾏过程中，输出调试/详细信息。
–timeout, -t 获取图⽚前的时间，程序将执⾏指定的时长，然后进⾏获取操作（前提是 output 已指定）。如果未指定，将设置为 5 秒。 –timelapse, -tl 间隔拍摄模式，指定多次拍摄之间所间隔的毫秒值。注意，您需要在⽂件名中加⼊ %04d 做为画⾯计数。
-t 30000 -tl 2000 -o image%04d.jpg，将会在 30 秒的时间内，每两秒拍摄⼀次，并且将⽂件命名为：image1.jpg、
image0002.jpg…image0015.jpg。注意 %04d 表⽰在⽂件名中数字部分加⼊前导零，使其成为 4 位数。例如，%08d 将⽣成 8 位数字。如果间隔时间设置为 0，程序将不间断（取决于系统负担及存储速度）进⾏拍摄。不过需要注意，每次捕捉前还是会有 30ms 的最⼩暂停时间，⽤于曝光计算操作。
–thumb, -th 设置缩略图参数（x:y:quality），允许指定插⼊到 JPEG ⽂件中缩略图信息。如果不指定，将为默认的 64×48 质量为 35的缩略图。如果设置为 –thumb none，那么将不会向⽂件中插⼊缩略图信息。⽂件的尺⼨也会稍微变⼩。
–demo, -d 运⾏演⽰模式，该参数将循环使⽤所有摄像头参数，并且不会捕捉。⽽且⽆论是否完成所
英语故事短文带翻译有的循环，在超时周期到达时都会停⽌演⽰操作。循环之前的时间需要设置毫秒值。
–encoding, -e 指定输出⽂件的编码，可⽤的参数为 jpg、bmp、gif、png。注意，未被硬件加速⽀持的图像格式（gif、png、bmp）在保存的时候要⽐ jpg 格式耗时更长。还需要注意，⽂件扩展名在编码时将被完全忽略。
–exif, -x 在捕捉的内容中加⼊ EXIF 标签（格式为 ‘key=value’），允许在 JPEG 图像中插⼊特定的 EXIF 标签。您可以插⼊ 32 条记录。这是⾮常实⽤的功能，⽐如插⼊ GPS 元数据。例如设置经度。
–exif GPS.GPSLongitude=5/1,10/1,15/100，该命令将会设置经度为 5 度 10 分 15 秒。查看 EXIF ⽂档获得所有可⽤标签的详细信息。⽀持的标签如下：
IFD0. 或 IFD1.
$raspivid -o test.h264 -t 25000 -timed 2500,5000
黄晓明和杨颖离了婚吗将进⾏ 25 秒的录制操作。录制操作包括若⼲个 2500 毫秒（2.5 秒）录制和 5000 毫秒（5秒）暂停的操作，并且重复时长超过 20秒。所以该录制过程中实际只录制了 10 秒的内容。包括 4 段 2.5 秒的视频⽚断 = 被若⼲个 5 秒钟暂停操作分隔开的 10 秒钟视频。
陈志朋发文回应
–keypress, -k 使⽤回车键在录制和暂停两种状态间进⾏切换，每次点击回车键将会暂停或重新开始录制进程。点击 X 键后点击回车键将停⽌录制并关闭程序。注意，超时设置值将影响录制结束时间，但仅在每次回车键点击后进⾏检查，所以如果系统正在等待按键操作，尽管超时设置已过期，录制进程退出前也会等待按键操作。
–signal, -s 使⽤ SIGUSR1 信号在录制和暂停两种状态间进⾏切换，向 Raspivid 进程发送 USR1 信号来切换录制和暂停。该操作可以通过使⽤ kill 命令来实现。您可以使⽤“pgrep raspivid” 命令到 raspivid 的进程 ID。
kill -USR1
【注意】超时设置值将影响录制结束时间，但仅在每次发送 SIGUSR1 信号后进⾏检查，所以如果系统正在等待信号，尽管超时设置已过期，录制进程退出前也会等待信号的发送操作。
–initial, -i 定义启动时的初始状态。定义摄像头初始状态为暂停或⽴即开始录像。选项可以为“record”（录像）或“pause”（暂停）。注意，如果您设置的超时时长很短，⽽且初始状态设置为“暂停”，那么将不会录制任何输出的内容。
–segment, -sg 将视频流分段存储到多个⽂件，与存储在单个⽂件中不同，该参数将视频分段存储在
以毫秒为单位所指定长度的数个⽂件中。为了将⽣成的⽂件命名为不同的名称，您需要在⽂件名中合适的位置添加 %04d 或类似的参数来让⽂件名中显⽰计数值。例如：
–segment 3000 -o video%04d.h264，将分割成每段长度 3000 毫秒（3 秒）并且命名为 video0001.h264，video0002.h264等。每个段落都是可⽆缝连接的（段落之间不会丢帧），但每个⽚段的长度将取决于帧内周期值，原因是每个分割的段落都需要起始于 I-frame 处。因此，每个段落都会等于或⼤于指定的时间长度。