การงาน Raspberry Pi3 ในการถ่ายทอดสด ด้วย USB WebCam

        Web Cam เป็นอุปกรณ์หนึ่งที่มีประโยชน์มากในการทำโครงงาน โดยเฉพาะกับคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กเช่น Raspberry Pi ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ทำอุปกรณ์อัตโนมัติและหุ่นยนต์ได้มากมาก บทความนี้จะนำเสนอวิธีการเขียนโปรแกรม Python อย่างง่ายเพื่อใช้งาน Web Cam

อุปกรณ์ที่ต้องใช้

1. USB Web Cam – หากใช้กับ Raspberry Pi ก็ต้องใช้รุ่นที่ Raspberry Pi สนับสนุน (ดูรายการได้ที่นี่) บทความนี้ใช้กล้องของ Logitech ราคาประหยัดรุ่น C110 ซึ่งมีความละเอียดสูงสุด  640×480 จุด
2. Raspberry Pi – หรือจะใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไปที่ติดตั้ง Python ก็ได้ บทความนี้ทดสอบกับระบบปฏิบัติการ Linux เป็นหลัก แต่ก็น่าจะใช้งานได้บนระบบปฏิบัติการอื่นเช่นกัน

ติดตั้งโปรแกรมที่จำเป็น

บทความนี้ใช้ OpenCV เป็นเครื่องมือหลักในการติดต่อกับ Web Cam เนื่องจากมีความสามารถสูงและใช้งานได้ง่ายมาก OpenCV เป็นเครื่องมือที่ได้รับความนิยมสูง มีแหล่งอ้างอิงในอินเตอร์เน็ตมากมาย การติดตั้ง OpenCV ให้เรียกใช้คำสั่งต่อไปนี้จาก terminal

sudo apt-get install  python-opencv

อย่าลืมว่าขณะเรียกใช้คำสั่งติดตั้งโปรแกรมนี้ Raspberry Pi จะต้องต่ออินเตอร์เน็ตอยู่ถึงจะไปดึงข้อมูลมาติดตั้งได้

ทดลองติดต่อกับ Web Cam

โปรแกรมต่อไปนี้จะดึงภาพจาก Web Cam และวนแสดงภาพขึ้นบนจอ ขนาดของภาพที่กำหนดไว้คือ 320×240 จุด หากเพิ่มค่านี้ขนาดภาพก็จะโตขึ้น แต่กล้อง Web Cam จะต้องสนับสนุนความละเอียดที่กำหนดด้วย ยิ่งภาพมีขนาดใหญ่โปรแกรมก็จะทำงานช้าลง ดังนั้นควรพิจารณาเลือกความละเอียดให้เหมาะสมกับงาน

โปรแกรมนี้จะตรวจรับค่าจากคีย์บอร์ดด้วย โดยเมื่อต้องการจบการทำงานให้กดปุ่ม ‘q’

อย่าลืมว่าจะต้องเรียกใช้โปรแกรมนี้จาก graphics terminal ไม่ใช่จาก text terminal เพราะมีการแสดงผลภาพ และต้องมีระบบ GUI รองรับ

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

import cv # --------------------------- # Setup the webcam and font # --------------------------- # define image size imageWidth = 320 imageHeight = 240 # create a window object cv.NamedWindow("window1", cv.CV_WINDOW_AUTOSIZE) camera_index = 0 # create a camera object capture = cv.CaptureFromCAM(camera_index) # set capture width and height cv.SetCaptureProperty( capture, cv.CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH, imageWidth ); cv.SetCaptureProperty( capture, cv.CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, imageHeight ); while True:     # get image from webcam     frame = cv.QueryFrame(capture)     # -----------------------------     # show the image on the screen     # -----------------------------     cv.ShowImage("window1", frame)     # -----------------------     # wait for user command     # -----------------------     command = cv.WaitKey(10)     # if press 'q' -> exit program     if command == ord('q'):         print "Ending program"         break  # end program

เพิ่มข้อความบนภาพ และบันทึกภาพเป็นไฟล์ JPEG

โปรแกรมต่อไปนี้เพิ่มการทำงานสองอย่างคือ (1) ฝังข้อความแสดงวันและเวลาปัจจุบันลงในภาพ โดยจะวาดกล่องสี่เหลี่ยมผืนผ้าสีขาวแล้ววางข้อความวันเวลาสีดำทับ (2) บันทึกภาพเป็นไฟล์ JPEG เมื่อผู้ใช้กดปุ่ม ‘s’ บนแป้นพิมพ์

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58

import cv import datetime # --------------------------- # Setup the webcam and font # --------------------------- # define image size imageWidth = 320 imageHeight = 240 # create a window object cv.NamedWindow("window1", cv.CV_WINDOW_AUTOSIZE) camera_index = 0 # create a camera object capture = cv.CaptureFromCAM(camera_index) # set capture width and height cv.SetCaptureProperty( capture, cv.CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH, imageWidth ); cv.SetCaptureProperty( capture, cv.CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, imageHeight ); # create a font font = cv.InitFont(cv.CV_FONT_HERSHEY_COMPLEX_SMALL , 0.5, 0.5, 0, 1, cv.CV_AA) while True:     # get image from webcam     frame = cv.QueryFrame(capture)     # -------------------------------------------     # Draw the time stamp on a white background     # -------------------------------------------       cv.Rectangle(frame, (0,0), (imageWidth, 15), (255,255,255),cv.CV_FILLED,8,0)     # get the current date and time     timeStampString = datetime.datetime.now().strftime("%A %Y-%m-%d %I:%M %p")     # insert the date time in the image     cv.PutText(frame, timeStampString, (10,10), font, (0,0,0))     # -----------------------------     # show the image on the screen     # -----------------------------     cv.ShowImage("window1", frame)     # -----------------------     # wait for user command     # -----------------------     command = cv.WaitKey(10)     # if press 'q' -> exit program     if command == ord('q'):         print "Ending program"     break  # end program     # if press 's' -> save the image     elif command == ord('s'):     print "Saving image"     cv.SaveImage("test.jpg",frame)

ตัวอย่างไฟล์ภาพที่ได้จากการบันทึกของโปรแกรม แสดงไว้ในภาพด้านล่าง

 ข้อแนะนำ

• การตั้งเวลาและ Time Zone – ปกติหากเครื่องคอมพิวเตอร์ต่ออยู่กับอินเตอร์เน็ต เวลาของระบบจะถูกต้องเสมอ แต่ถ้าไม่เป็นเช่นนั้นก็เป็นไปได้ว่ายังไม่ได้กำหนดค่า Time Zone ให้เป็นเขตเวลาของประเทศไทย การตั้งค่า Time Zone บนคอมพิวเตอร์ Raspberry Pi สามารถทำได้โดยการใช้คำสั่งsudo raspi-configแล้วเลือกเมนูหมายเลข 4 “Internationalization Options” แล้วเลือก “Change Timezone” ตามด้วยการเลือกโซนเป็น Asia และเมืองชื่อ Bangkok
• ให้เวลากล้องปรับค่าแสงก่อนบันทึก – หากจะนำโปรแกรมไปประยุกต์ใช้เพื่อทำการบันทึกภาพตามเงื่อนไขที่กำหนด การบันทึกภาพทันทีหลังจากเชื่อมต่อกับ Web Cam อาจพบว่าภาพที่ได้มีค่าแสงที่สว่างหรือมืดเกินไป สาเหตุเป็นเพราะกล้อง Web Cam โดยทั่วจะต้องใช้เวลาในการปรับค่าแสงให้เหมาะสมสักพักหนึ่ง ดังนั้น ผู้พัฒนาอาจต้องเขียนโปรแกรมวนเรียกใช้ภาพจาก Web Cam สักพักหนึ่งก่อนประมาณ 1-2 วินาที  แล้วค่อยอ่านและบันทึกภาพลงไฟล์

 สรุป

บทความนี้ได้แสดงวิธีการติดต่อกับ Web Cam เพื่อแสดงภาพ, ฝังข้อความ, และบันทึกภาพเป็นไฟล์ JPEG โดยทำงานผ่าน Open CV อย่างง่าย โปรแกรมนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับโครงงานที่ต้องการถ่ายภาพได้เป็นอย่างดี

ที่มา https://learninginventions.org/?page_id=1163