Schnelle Foto-Aufnahmen mit Raspberry Pi Camera

kls · 7. März 2022

Ich war leider die letzten Wochen anderweitig beschäftigt, daher erst jetzt wieder was hierzu.

SHF: Die Kamera ist die hier: https://www.amazon.de/gp/product/B088NH3ZS5, das Objektiv https://www.amazon.de/gp/product/B07Q46LHHT.

Bezüglich HDR bin ich inzwischen bei "enfuse" gelandet, was vollkommen unkompliziert "out of the box" funktioniert und recht gute Ergebnisse liefert. Mit diesem kleinen Script erzeuge ich jetzt ganz brauchbare HDR-Bilder:

Bash

#!/bin/sh

OUT="$1"
test -n "$OUT" || (echo "$0: missing filename!"; exit 1)

DIR="/tmp/hdr"
EV="-18 -12 -6 0 6"

mkdir -p $DIR
for i in $EV; do
    raspistill --nopreview --thumb none --ev $i -o $DIR/ldr-${i}.jpg
    done

enfuse $DIR/*.jpg -o $OUT > /dev/null 2>&1

rm -r $DIR

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Die Ausgabeumleitung bei enfuse ist leider notwendig, da ich keine Option gefunden habe, mit der man seine Geschwätzigkeit bändigen kann.

Zwischenzeitlich habe ich auch mal das neue "Raspios Bullseye" und damit "libcamera-still" ausprobiert, da dieses angeblich HDR können soll. Was dort gemacht wird ist aber kein "richtiges" HDR (also mit unterschiedlichen EV-Werten), sondern es wird mehrmals etwas unterbelichtet (aber immer gleich) aufgenommen und dann diese Bilder verarbeitet. Im Ergebnis kann sich das nicht mit dem messen, was ich mit obigem Skript erreiche.

Das einzige, was jetzt noch unschön ist, ist dass die einzelnen Aufrufe von 'raspistill' relativ lange dauern (vermutlich bis Belichtung, Weißabgleich etc. gemessen wurde). Es würde aber eigentlich reichen, das nur beim ersten Mal zu machen und die Werte bei allen weiteren Aufrufen zu verwenden, denn an der Szenerie ändert sich ja so gesehen nichts. Lediglich Bewegungen machen sich halt störend bemerkbar, je größer die Abstände zwischen den Aufnahmen sind.

wirbel · 7. März 2022

Ist /tmp eigentlich beim Raspios eine Ramdisk o.ä.?

kls · 7. März 2022

Ist anscheinend ein ganz normales Verzeichnis:

drwxrwxrwt 9 root root 4096 7. Mär 14:34 tmp

Code

Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/root       3.5G  1.5G  1.9G  44% /
devtmpfs        333M     0  333M   0% /dev
tmpfs           462M     0  462M   0% /dev/shm
tmpfs           185M  724K  184M   1% /run
tmpfs           5.0M  4.0K  5.0M   1% /run/lock
/dev/mmcblk0p1  253M   49M  204M  20% /boot
tmpfs            93M     0   93M   0% /run/user/500

foobar42 · 7. März 2022

Hallo,

das hängt wohl von der Distribution ab. Bei MLD etwa ist /tmp tmpfs, also quasi ramdisk:

tmp on /tmp type tmpfs (rw,relatime)

wirbel · 7. März 2022

Dann wäre es evtl sinnvoll ein tmpfs o.ä. an /tmp/hdr einzuhängen, damit du nicht immer auf der SD schreibst.

kls · 7. März 2022

Das ist per se sicher schon mal sehr sinnvoll, weil dadurch auch die SD-Karte geschont wird. Hab ich jetzt gemacht.

Die Timestamps der Aufnahmen liegen aber immer noch ca. 6 Sekunden auseinander:

-rw-r--r-- 1 root root 5306215 2022-03-07 16:00:06.462336821 +0100 ldr--18.jpg

-rw-r--r-- 1 root root 5298119 2022-03-07 16:00:12.772295986 +0100 ldr--12.jpg

-rw-r--r-- 1 root root 5589197 2022-03-07 16:00:19.082255286 +0100 ldr--6.jpg

-rw-r--r-- 1 root root 5927507 2022-03-07 16:00:25.392214718 +0100 ldr-0.jpg

-rw-r--r-- 1 root root 5221041 2022-03-07 16:00:31.722174153 +0100 ldr-6.jpg

Der Löwenanteil der Zeit geht also anscheinend für die Messung drauf.

wirbel · 7. März 2022

Leicht off-topic, aber jetzt auch nicht allzu sehr. Falls jmd einen Pi als mini Kamera Webserver benötigt..

Mal sehen, wie viele Blaumeisen dieses Jahr unser Meisenkasten so 'produziert'.

Auf frischem Raspi OS mit bullseye:

camera-test.py

Python

import io
import picamera
import logging
import socketserver
from threading import Condition
from http import server


# The Pi's camera has a discrete set of input modes. On the V1 camera these are as follows:
# #     Resolution     Aspect Ratio     Framerates     Video     Image     FoV     Binning
# 1     1920x1080     16:9     1-30fps     x           Partial     None
# 2     2592x1944     4:3     1-15fps     x     x     Full     None
# 3     2592x1944     4:3     0.1666-1fps     x     x     Full     None
# 4     1296x972     4:3     1-42fps     x           Full     2x2
# 5     1296x730     16:9     1-49fps     x           Full     2x2
# 6     640x480     4:3     42.1-60fps     x           Full     4x4
# 7     640x480     4:3     60.1-90fps     x           Full     4x4

PAGE="""\
<html>
<head>
<title>Raspi Camera</title>
</head>
<body>
<center><h1>Raspi Camera</h1></center>
<center><img src="stream.mjpg" width="1296" height="972"></center>
</body>
</html>
"""

class StreamingOutput(object):
    def __init__(self):
        self.frame = None
        self.buffer = io.BytesIO()
        self.condition = Condition()

    def write(self, buf):
        if buf.startswith(b'\xff\xd8'):
            # New frame, copy the existing buffer's content and notify all
            # clients it's available
            self.buffer.truncate()
            with self.condition:
                self.frame = self.buffer.getvalue()
                self.condition.notify_all()
            self.buffer.seek(0)
        return self.buffer.write(buf)

class StreamingHandler(server.BaseHTTPRequestHandler):
    def do_GET(self):
        if self.path == '/':
            self.send_response(301)
            self.send_header('Location', '/index.html')
            self.end_headers()
        elif self.path == '/index.html':
            content = PAGE.encode('utf-8')
            self.send_response(200)
            self.send_header('Content-Type', 'text/html')
            self.send_header('Content-Length', len(content))
            self.end_headers()
            self.wfile.write(content)
        elif self.path == '/stream.mjpg':
            self.send_response(200)
            self.send_header('Age', 0)
            self.send_header('Cache-Control', 'no-cache, private')
            self.send_header('Pragma', 'no-cache')
            self.send_header('Content-Type', 'multipart/x-mixed-replace; boundary=FRAME')
            self.end_headers()
            try:
                while True:
                    with output.condition:
                        output.condition.wait()
                        frame = output.frame
                    self.wfile.write(b'--FRAME\r\n')
                    self.send_header('Content-Type', 'image/jpeg')
                    self.send_header('Content-Length', len(frame))
                    self.end_headers()
                    self.wfile.write(frame)
                    self.wfile.write(b'\r\n')
            except Exception as e:
                logging.warning(
                    'Removed streaming client %s: %s',
                    self.client_address, str(e))
        else:
            self.send_error(404)
            self.end_headers()

class StreamingServer(socketserver.ThreadingMixIn, server.HTTPServer):
    allow_reuse_address = True
    daemon_threads = True

with picamera.PiCamera(resolution='1296x972', framerate=24) as camera:
    output = StreamingOutput()
    #Uncomment the next line to change your Pi's Camera rotation (in degrees)
    #camera.rotation = 90
    camera.start_recording(output, format='mjpeg')
    try:
        address = ('', 8080)
        server = StreamingServer(address, StreamingHandler)
        server.serve_forever()
    finally:
        camera.stop_recording()

Alles anzeigen

Code

/usr/bin/python3 camera-test.py &

Im Browser

Code

http://<IP_des_Pi>:8080

[edit]12.03.2022: Das erste Meisen-Paar ist eingezogen. Wie cool. [/edit]

wirbel · 12. März 2022

Hast du mal darüber nachgedacht, die jeweils vier der letzten/vorhergehenden Bilder für das aktuelle Bild zu nutzen/recyclen? So eine Art 'Ringbuffer' Prinzip, bei dem nur je ein Bild von fünf neu ist. Nur ein Bild neu und neu berechnen.

Natürlich würde das etwas mehr Nachdenken/Aufwand in deinem script bedeuten,

aber die Update Zeit würde sich um geschätzt 4 x 6sec verbessern.

kls · 12. März 2022

Das Script wird alle 5 Minuten aufgerufen um ein HDR-Foto zu erzeugen. Ich brauche also alle Einzelbilder "aktuell".

SHF · 13. März 2022

Zitat von kls

Die Kamera ist die hier

Danke für die Info, ist immer gut zu wissen womit gearbeitet.

Die Kamera scheint ja inzwischen auch einigermassen brauchbar zu sein.

Und

Zitat von kls

Das einzige, was jetzt noch unschön ist, ist dass die einzelnen Aufrufe von 'raspistill' relativ lange dauern (vermutlich bis Belichtung, Weißabgleich etc. gemessen wurde). Es würde aber eigentlich reichen, das nur beim ersten Mal zu machen und die Werte bei allen weiteren Aufrufen zu verwenden, denn an der Szenerie ändert sich ja so gesehen nichts.

Daher verwenden sie bei dem Script hier auch feste Werte.

Das müsste eigentlich gut funktionieren, wenn man die Abstufungen sinnvoll wählt. Zu dunkle und helle Aufnahmen werden ja sowieso bei der Nachbearbeitung entsorgt. Man muss bloss darauf achten, dass es "in der Mitte" zwischen den Aufnahmen keine "Lücken" gibt.

Und den Weissabgleich während einer Aufnahmeserie zu ändern ist, nach meiner Erfahrung, meist eh keine gute Idee.

Wenn man tagsüber nicht immer diese extrem langen Belichtungen machen will, könnte das Uhrzeitabhängig machen

Man könnte auch eine Test-Aufnahme machen, die EXIF-Informationen auswerten und daran die Strategie ausrichten.

Das müsste eigentlich ganz gut gehen, durch Belichtungszeit, Blende und ISO-Wert ist die Lichtmenge bekannt, wenn nicht einzeln angegeben. Daraus kann man eine eigene Belichtungsserie ableiten. Weissabgleich usw. übernimmt man einfach, sofern es Sinn macht.

Man muss ja nicht 100% treffen, es geht eher darum nicht unnötig viele Aufnahmen zu schiessen, wegen des Zeitverzuges.

Eventuell könnte es Sinn auch machen das Histogramm der Test-Aufnahme auszuwerten?

Schnelle Foto-Aufnahmen mit Raspberry Pi Camera

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