【ラズパイ】CV2 画像処理のための配列 (Python)

こんにちは．けい( @KeiMameshiba )です．

ラズベリーパイのカメラの使い方，画像処理をするための配列に格納する方法，についてまとめました．

この記事では，カメラの接続方法などは解説していないので注意してください．

環境構築

ラズベリーパイの画像処理でよく使用されるライブラリ，Opencvをインストールします．

次のコマンドをターミナル上で打ちます．

sudo apt-get update
sudo apt-get install python-opencv

2行目の命令でOpencvのインストールを行います．続行しますか?[Y/n]，と聞かれた場合には「y」を入力して，Enterキーを押してください．

映像を表示する

コード

import picamera
import picamera.array
import cv2

with picamera.PiCamera() as camera:
    with picamera.array.PiRGBArray(camera) as stream:
        # カメラの解像度を320x240にセット
        camera.resolution = (320, 240)
        # カメラのフレームレートを15fpsにセット
        camera.framerate = 15

        # ホワイトバランスをfluorescent(蛍光灯)モードにセット
        #camera.awb_mode = 'auto'
        #camera.awb_mode = 'sunlight'
        #camera.awb_mode = 'cloudy'
        #camera.awb_mode = 'shade'
        #camera.awb_mode = 'tungsten'
        camera.awb_mode = 'fluorescent'
        #camera.awb_mode = 'incandescent'
        #camera.awb_mode = 'flash'
        #camera.awb_mode = 'horizon'

        while True:
            # stream.arrayにBGRの順で映像データを格納
            camera.capture(stream, 'bgr', use_video_port=True)

            # stream.arrayをウインドウに表示
            cv2.imshow('frame', stream.array)

            # 'q'を入力でアプリケーション終了
            if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
                break

            # streamをリセット
            stream.seek(0)
            stream.truncate()

        cv2.destroyAllWindows()

コード解説

with picamera.PiCamera() as camera:
    with picamera.array.PiRGBArray(camera) as stream:

この部分は，with as 構文を使っています．with クラス名 as 変数名：，とすることで，クラスのインスタンスを生成します．

camera.awb_modeは，お使いの環境で自由に設定してください．大抵は室内使用だと思いますので，fluorescent(蛍光灯)モードでオッケーです．

while True: 以降で，実際にカメラの画像を取得して，ディスプレイに表示させています．

camera.capture(stream, 'bgr', use_video_port=True)

生の画像データを24ビットBGR形式の配列(stream)に格納します．

24ビットとは，１つのピクセルにB=”青”,G=”緑”,R=”赤”がそれぞれ8ビット(0~255)を持っています．

つまり，今回は解像度が320×240なので，320×240×24=1843200ビットの情報量を1枚の画像が持っています．

さらにフレームレートが１５なので， 1843200 ×15ビットを１秒間の間に更新し続けていることになります．やっぱり，画像って重いですね．

試しに，画像の配列がどうなっているのかを取得してみました．

[[[209 206 214]
  [210 207 215]
  [210 207 215]
  ...
  [226 229 233]
  [226 229 233]
  [226 229 233]]

 [[210 207 215]
  [211 208 216]
  [212 210 217]
  ...
  [227 230 234]
  [226 229 233]
  [227 230 234]]

 [[208 205 213]
  [211 208 216]
  [211 208 216]
  ...
  [229 229 234]
  [226 229 233]
  [226 229 233]]

 ...

 [[201 133 138]
  [202 134 139]
  [201 133 138]
  ...
  [ 82  90  93]
  [ 82  89  95]
  [ 83  90  96]]

 [[200 135 139]
  [199 134 138]
  [201 133 138]
  ...
  [ 83  91  95]
  [ 83  90  96]
  [ 83  90  96]]

 [[197 131 136]
  [198 132 137]
  [201 133 138]
  ...
  [ 83  91  95]
  [ 82  89  95]
  [ 81  88  94]]]