Raspberry Pi シングルボードコンピューターは、クリエイターが電子機器を使って作成および実行できることに革命をもたらしました。Raspberry Piが提供する最も興味深い機能の1つは、画像の撮影と処理の機能です。Piボードには、独自の Piカメラ （または互換性のある汎用バージョン）用のコネクタが搭載されていますが、汎用のウェブカメラを使用して画像やビデオを取得することもできます。
幸いなことに、Piセットアップにはさまざまなカメラから選択できます。基本的なカメラのカテゴリーをカバーするために、次の項目を見ていきます。
2.LogitechのC270ウェブカメラ
3.夜間でも機能する汎用 Raspberry Pi NoIR カメラ
Raspberry Piカメラのテスト
この実験では、NOOBS Liteネットワーク インストールを介してRaspbianをロードし、 Raspberry Pi 3A+ で3台のカメラをテストしました。Raspberry Pi Foundation ではNOOBSのインストールが適切にカバーされており、OSのセットアップが完了したら、接続してWebカメラを試すことができます。リボン ケーブル アセンブリを備えたPiカメラはホットスワップに対応していないため、Piカメラまたは汎用バージョンを試す前に、必ずシステムをシャットダウンしてください。
Raspberry PiカメラV2の機能
画像: ジェレミー・S・クック
オリジナルのPiカメラは、2013年にRaspberry Piの最初の公式アクセサリとしてリリースされ、2016年には新しいセンサーとより優れた仕様を備えたv2 (正確にはv2.1) がリリースされました。V2のセンサーはSony IMX219で、次のような特徴があります。
• スマートフォンのような4.60mmセンサー サイズ
• 静止画の解像度は3280 x 2464
• 動画モードでは最大1080p、30フレーム/秒
• 必要に応じて低解像度でフレーム レートを録画する機能
• 水平視野角62.2度
• 垂直視野角48.8度
Raspberry Piカメラの設定方法
画像: ジェレミー・S・クック
1.ターミナルに「sudo raspi-config」と入力します。
2.インターフェース オプションを選択します。
3.テキストベースのメニューを使用して、Raspberry Piカメラをオフにします。ラズベリーのアイコンをクリックし、「環境設定」と「Raspberry Pi構成」を選択して、グラフィカルにこれを行うこともできます。
4.「インターフェース」タブで、カメラの「有効」をクリックし、「OK」をクリックします。
5.グラフィカル インターフェイスでは、変更を有効にするために再起動するかどうかを尋ねられます。まだ行っていない場合は、この機会にカメラをシャットダウンして接続してください。
6.シャットダウンしたら、Piのカメラ リボン コネクタを開き、青いテープが黒い上部の部分に向くようにリボンを差し込み、押し下げて接続します。再起動すると、Piカメラが使用可能になります。
さて、 ほぼ 準備完了です。
Piカメラで良好な画像を撮影するには、あと数ステップが必要です。
1.レンズから保護フィルムを取り外し、白い円形のデバイス（1ページ目の画像の右端にあります）をレンズの上に置き、必要に応じてデバイスの焦点を調整します。
2.Raspberry Piの指示に従って、付属のPython 3開発環境を開き、新しいファイルを開いて、camera.py (pycamera.pyではありません。どうやらこれは別の、非常に重要なプログラムです) として保存します。
3.次のコードを入力し、Ctrl + Sを押して保存し、F5キーで実行します。
From picamera import PiCamera
from time import sleep
camera = PiCamera()
camera.start_preview()
sleep(10)
camera.stop_preview()
カメラ画像が表示されるので、必要に応じて調整できます。これは、画像プレビューを取得するための不必要に複雑なソリューションのように思えるかもしれませんが、それほど複雑ではありません。カメラの設定にさらに時間が必要な場合は、スリープ後にいつでも必要な秒数まで数値を増やすことができます。
写真を撮るときは、ターミナルコマンド「raspistill」を使用できます。このコマンドにさまざまな修飾子を追加して、次のようなさまざまな画像設定を変更できます。
• 「raspistill -o picamtest1.jpg」は、「picamtest1.jpg」という名前の画像をhome/piディレクトリに保存します。特に、警告なしにその名前の他のすべてのファイルを上書きします。
• 「raspivid -o testvid.h264は、home/piディレクトリに5秒間のビデオを記録します。
• さらに時間が必要な場合は、raspivid -o video.h264 -t 1000などの修飾子を追加できます。ここで、1000はミリ秒単位の記録時間です。
特に、これらのコマンド ライン オプションによりスクリプト作成が容易になり、従来のWebカメラで期待できるよりも細かいデバイス制御が可能になります。
Raspberry Piウェブカメラの設定方法
画像をキャプチャすることが目的であれば、ウェブカメラをRaspberry Piとペアリングするのは非常に簡単です。設定方法は次のとおりです。
1. Webカメラ をUSBポートに接続し、VLCメディア プレーヤーを開きます。
2.[メディア] > [キャプチャ デバイスを開く] を選択します。
3.ウェブカメラを選択し、再生を押します。リストから適切なデバイスを選択すると、画像が表示されます。
4.「ビデオ」>「スナップショットを撮る」を選択して、VLCメディア プレーヤーから画像を取得します。この画像はhome/pi/Picturesに自動的に保存されます。
5.また、[表示] > [詳細コントロール] を選択してビデオ録画ボタンを追加することもできます。このボタンを使用すると、home/pi/Videosでビデオをキャプチャでき、スナップショット ボタンとして追加されて、簡単にアクセスできるようになります。
ここで注意すべき点が1つあります。Piカメラとウェブカメラは共存できるようですが、問題が発生している場合は、一度に1台のカメラのみで試してみることをお勧めします。
画像: VLCメディア プレーヤーを使用したスクリーン キャプチャ
ターミナル経由でウェブカメラを使用する方法は次のとおりです。
1.「sudo apt-get install fswebcam」と入力して、fswebcamというプログラムをインストールします。
2.完了したら、他のキャプチャ デバイスが接続されていないと仮定して、「fswebcam yourimage.jpg」と入力して画像をキャプチャし、ファイルの名前を作成します。
raspistillコマンドと同様に、修飾子を追加して出力設定を変更できます。
キャプション: /home/piに保存されている画像
公式のRaspberry Piユニットなど、複数のカメラがインストールされている場合は、どのカメラを使用するかをボードに指示する必要があります。
1.ターミナルで、まずls /dev/ と入力して、存在するデバイスを確認します。
2.「fswebcam --device /dev/video1 yourimage4.jpg」のようなコマンドを入力します。ここで、video1 (または別のデバイス) は、使用している接続されたカメラを指定します。
下の写真には、fswebcamのこの実験で使用したLogitech C270 720pウェブカメラからの画像が表示されています。Raspberry Piのウェブカメラのドキュメントに記載されているように、「カメラ モジュールの品質と構成可能性は、標準のUSBウェブカメラよりもはるかに優れています。」
しかし、このデバイスは1個あたり約20ドルなので、プロジェクトの特定のニーズによっては予算に優しいオプションになる可能性があります。市販されている高級ウェブカメラの中には、Piの公式製品よりも品質面で優れているものもあります。
汎用Raspberry Pi NoIRカメラ
標準のRaspberry Pi V2カメラの他に、 赤外線センサーのないバージョンもあり、これは「NoIR」という名前が付けられています。このカメラでは、写真の色合いが異なる可能性はありますが、通常のV2とほぼ同じパフォーマンスが期待できます。ただし、最後のカメラレビューでは、オリジナルのPiカメラに搭載されているものと同じOmniVision OV5647センサーを使用する汎用NoIRカメラをテストします。
そのため、Raspberry Pi NoIRは5MPで画像をキャプチャし、1080pのビデオに対応します。また、カメラと調整可能なレンズをまたぐ1組のIR照明装置も付属しています。完全に組み立てられており、照明が暗くなると照明器具が自動的に点灯し、小さな調整抵抗器のセットと思われるものの感度をドライバーを使用して調整できます。
通常のV2 Piカメラと同じセットアップが期待できますが、非Pi製品を購入する場合は、センサーとメガピクセルの評価に特に注意してください。公式仕様に関しては、NoIRが公式の兄弟機種と比べてどの程度優れているかはわかりませんが、下の写真でわかるように、デスクの照明の下でも、2枚目の写真の照明装置を使用しても、鮮明な画像を撮影できます。興味深いことに、赤いスイッチ カバーは赤外線照明の下ではほぼ透明に見えます。
公式Piカメラからの高解像度画像、NoIRカメラからの低照度キャプチャが必要な場合でも、使用していないWebカメラを試してみたい場合でも、Raspberry Piには多くの機能があります。デバイスを選択してインストールすると、タイムラプス撮影からセキュリティ システム、さらにはOpenCVによる画像処理まで、幅広い用途が可能になります。