【树莓派5 测评】 + 12.UVC扩展功能测试（zmj）

赵美京?????

【树莓派5 测评】 + 12.UVC扩展功能测试（zmj）

UVC的有很多好玩的地方，继续推一篇关于UVC的功能测试。

1.        借助lsusb检测UVC更多信息

以前没有着重留意“lsusb”的扩展功能，这次发现它的功能十分强大。

1. //------指令lsusb
   
2. //---基础功能：lsusb
   
3. Bus 004 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
   
4. Bus 003 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
   
5. Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
   
6. Bus 001 Device 004: ID 1b3f:2008 Generalplus Technology Inc. Usb Audio Device
   
7. Bus 001 Device 003: ID 0c45:6362 Microdia USB 2.0 Camera
   
8. Bus 001 Device 002: ID 1a40:0801 Terminus Technology Inc. USB 2.0 Hub
   
9. Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
   
10. //---检查接口设备速率：lsusb -t
    
11. /:  Bus 04.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci-hcd/1p, 5000M
    
12. /:  Bus 03.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci-hcd/2p, 480M
    
13. /:  Bus 02.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci-hcd/1p, 5000M
    
14. /:  Bus 01.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci-hcd/2p, 480M
    
15.     |__ Port 2: Dev 2, If 0, Class=Hub, Driver=hub/4p, 480M
    
16.         |__ Port 1: Dev 3, If 0, Class=Video, Driver=uvcvideo, 480M
    
17.         |__ Port 1: Dev 3, If 1, Class=Video, Driver=uvcvideo, 480M
    
18.         |__ Port 3: Dev 4, If 2, Class=Audio, Driver=snd-usb-audio, 12M
    
19.         |__ Port 3: Dev 4, If 0, Class=Audio, Driver=snd-usb-audio, 12M
    
20.         |__ Port 3: Dev 4, If 3, Class=Human Interface Device, Driver=usbhid, 12M
    
21. //---查看更详细信息：lsusb -v -s 001:003
    
22. Bus 001 Device 003: ID 0c45:6362 Microdia USB 2.0 Camera
    
23. Couldn't open device, some information will be missing
    
24. Device Descriptor:
    
25.   bLength                18
    
26.   bDescriptorType         1
    
27.   bcdUSB               2.00
    
28.   bDeviceClass          239 Miscellaneous Device
    
29.   bDeviceSubClass         2
    
30.   bDeviceProtocol         1 Interface Association
    
31.   bMaxPacketSize0        64
    
32.   idVendor           0x0c45 Microdia
    
33.   idProduct          0x6362
    
34.   bcdDevice            0.00
    
35.   iManufacturer           2 Sonix Technology Co., Ltd.
    
36.   iProduct                1 USB 2.0 Camera
    
37.   iSerial                 0
    
38.   bNumConfigurations      1
    
39.   ...
    
40. //------Log信息
    
41. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/09_uvc$ lsusb
    
42. Bus 004 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
    
43. Bus 003 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
    
44. Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
    
45. Bus 001 Device 004: ID 1b3f:2008 Generalplus Technology Inc. Usb Audio Device
    
46. Bus 001 Device 003: ID 0c45:6362 Microdia USB 2.0 Camera
    
47. Bus 001 Device 002: ID 1a40:0801 Terminus Technology Inc. USB 2.0 Hub
    
48. Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
    
49. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/09_uvc$ lsusb -h
    
50. Usage: lsusb [options]...
    
51. List USB devices
    
52.   -v, --verbose
    
53.       Increase verbosity (show descriptors)
    
54.   -s [[bus]:][devnum]
    
55.       Show only devices with specified device and/or
    
56.       bus numbers (in decimal)
    
57.   -d vendor:[product]
    
58.       Show only devices with the specified vendor and
    
59.       product ID numbers (in hexadecimal)
    
60.   -D device
    
61.       Selects which device lsusb will examine
    
62.   -t, --tree
    
63.       Dump the physical USB device hierarchy as a tree
    
64.   -V, --version
    
65.       Show version of program
    
66.   -h, --help
    
67.       Show usage and help
    
68. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/09_uvc$ lsusb -t
    
69. /:  Bus 04.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci-hcd/1p, 5000M
    
70. /:  Bus 03.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci-hcd/2p, 480M
    
71. /:  Bus 02.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci-hcd/1p, 5000M
    
72. /:  Bus 01.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci-hcd/2p, 480M
    
73.     |__ Port 2: Dev 2, If 0, Class=Hub, Driver=hub/4p, 480M
    
74.         |__ Port 1: Dev 3, If 0, Class=Video, Driver=uvcvideo, 480M
    
75.         |__ Port 1: Dev 3, If 1, Class=Video, Driver=uvcvideo, 480M
    
76.         |__ Port 3: Dev 4, If 2, Class=Audio, Driver=snd-usb-audio, 12M
    
77.         |__ Port 3: Dev 4, If 0, Class=Audio, Driver=snd-usb-audio, 12M
    
78.         |__ Port 3: Dev 4, If 3, Class=Human Interface Device, Driver=usbhid, 12M
    
79. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/09_uvc$ lsusb -v -s 001:003
    
80. 
    
81. Bus 001 Device 003: ID 0c45:6362 Microdia USB 2.0 Camera
    
82. Couldn't open device, some information will be missing
    
83. Device Descriptor:
    
84.   bLength                18
    
85.   bDescriptorType         1
    
86.   bcdUSB               2.00
    
87.   bDeviceClass          239 Miscellaneous Device
    
88.   bDeviceSubClass         2
    
89.   bDeviceProtocol         1 Interface Association
    
90.   bMaxPacketSize0        64
    
91.   idVendor           0x0c45 Microdia
    
92.   idProduct          0x6362
    
93.   bcdDevice            0.00
    
94.   iManufacturer           2 Sonix Technology Co., Ltd.
    
95.   iProduct                1 USB 2.0 Camera
    
96.   iSerial                 0
    
97.   bNumConfigurations      1
    
98.     Interface Descriptor:
    
99.       bLength                 9
    
100.       bDescriptorType         4
     
101.       bInterfaceNumber        1
     
102.       bAlternateSetting       6
     
103.       bNumEndpoints           1
     
104.       bInterfaceClass        14 Video
     
105.       bInterfaceSubClass      2 Video Streaming
     
106.       bInterfaceProtocol      0
     
107.       iInterface              0
     
108.       Endpoint Descriptor:
     
109.         bLength                 7
     
110.         bDescriptorType         5
     
111.         bEndpointAddress     0x81  EP 1 IN
     
112.         bmAttributes            5
     
113.           Transfer Type            Isochronous
     
114.           Synch Type               Asynchronous
     
115.           Usage Type               Data
     
116.         wMaxPacketSize     0x1400  3x 1024 bytes
     
117.         bInterval               1
     
118. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/09_uvc$

复制代码

2.        借助OpenCV实现便捷的RGB与灰度转换

下面的代码可捕捉UVC生成的视频流，用BGR颜色和灰色模式展示。

1. //------测试指令
   
2. python3 ./uvc_gray.py
   
3. 注：测试界面按“Q”退出，或者指令界面“Ctrl + C”退出。
   
4. //------Log信息
   
5. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/09_uvc$ python3 ./uvc_gray.py
   
6. [ WARN:0@1.217] global ./modules/videoio/src/cap_gstreamer.cpp (1405) open OpenCV | GStreamer warning: Cannot query video position: status=0, value=-1, duration=-1
   
7. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/09_uvc$
   
8. //------源码：OpenCV实现UVC灰度转换
   
9. import numpy as np
   
10. import cv2
    
11. 
    
12. cap = cv2.VideoCapture(0)
    
13. cap.set(3,640) # set Width
    
14. cap.set(4,480) # set Height
    
15.   
    
16. while(True):
    
17.     ret, frame = cap.read()
    
18.     frame = cv2.flip(frame, -1) # Flip camera vertically
    
19.     gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    
20.      
    
21.     cv2.imshow('frame', frame)
    
22.     cv2.imshow('gray', gray)
    
23.      
    
24.     k = cv2.waitKey(30) & 0xff
    
25.     if k == 27: # press 'ESC' to quit
    
26.         break
    
27. 
    
28. cap.release()
    
29. cv2.destroyAllWindows()

复制代码

//------测试结果：

3.        人脸检测

人脸检测有多种方式实现，此处通过python实现。

1. //------测试指令
   
2. python3 ./face_detect.py
   
3. 注：测试界面按“Q”退出，或者指令界面“Ctrl + C”退出。
   
4. //------源码
   
5. import cv2
   
6. 
   
7. # 导入人脸级联分类器，'.xml'文件里包含训练出来的人脸特征
   
8. #face_engine = cv2.CascadeClassifier('haarcascade_frontalface_alt.xml')
   
9. face_engine = cv2.CascadeClassifier('/usr/share/opencv4/haarcascades/haarcascade_frontalface_alt.xml')
   
10. #/usr/share/opencv4/haarcascades/haarcascade_frontalface_alt.xml
    
11. 
    
12. # 导入人眼级联分类器，'.xml'文件里包含训练出来的人眼特征
    
13. eye_cascade = cv2.CascadeClassifier('/usr/share/opencv4/haarcascades/haarcascade_eye.xml')
    
14. #/usr/share/opencv4/haarcascades/haarcascade_eye.xml
    
15. 
    
16. # 调用摄像头（读取/ect中的驱动）；这里索引是0的原因是添加过驱动了；
    
17. cap = cv2.VideoCapture(0)
    
18. while (True):
    
19.     # 获取摄像头拍摄到的画面
    
20.     # 会得到两个参数，一个是否捕捉到图像（True/False），另一个为存放每帧的图像
    
21.     ret, frame = cap.read()  # 读取一帧图像
    
22.     # 每帧图像放大1.1倍，重复检测10次
    
23.     faces = face_engine.detectMultiScale(frame, 1.1, 10)  # 得到人脸，可能不止一个
    
24.     img = frame  # 复制
    
25.     print(img)
    
26.     for (x, y, w, h) in faces:
    
27.         # 画出人脸框，蓝色，画笔宽度为2
    
28.         img = cv2.rectangle(img, (x, y), (x + w, y + h), (255, 0, 0), 2)
    
29.         # 框选出人脸区域，在人脸区域而不是全图中进行人眼检测，节省计算资源
    
30.         face_area = img[y:y + h, x:x + w]  # 人脸区域
    
31.         eyes = eye_cascade.detectMultiScale(face_area, 1.1, 5)
    
32.         # 用人眼级联分类器在人脸区域进行人眼识别，返回的eyes为眼睛坐标列表
    
33.         for (ex, ey, ew, eh) in eyes:
    
34.             # 画出人眼框，绿色，画笔宽度为1
    
35.             cv2.rectangle(face_area, (ex, ey), (ex + ew, ey + eh), (0, 255, 0), 1)
    
36. 
    
37.     # 实时展示效果画面
    
38.     #cv2.imshow(''frame'', img)
    
39.     cv2.imshow('frame', img)
    
40.     # 每5毫秒监听一次键盘动作
    
41.     if cv2.waitKey(5) & 0xFF == ord('q'):  # 当按下“q”键时退出人脸检测
    
42.         break
    
43. 
    
44. # 最后，关闭所有窗口
    
45. cap.release()
    
46. cv2.destroyAllWindows()  # 释放资源
    
47. //------Log信息
    
48. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/09_uvc$ python3 ./face_detect.py
    
49. Xlib:  extension "DRI2" missing on display "localhost:11.0".
    
50. Xlib:  extension "DRI2" missing on display "localhost:11.0".
    
51. [ WARN:0@3.464] global ./modules/videoio/src/cap_gstreamer.cpp (1405) open OpenCV | GStreamer warning: Cannot query video position: status=0, value=-1, duration=-1
    
52. [[[253 253 252]
    
53.   [253 253 252]
    
54.   [253 253 252]
    
55.   ...
    
56.   [253 253 252]
    
57.   [253 253 252]
    
58.   [253 253 252]]
    
59.   ...
    
60. 
    
61. [[[253 253 252]
    
62.   [253 253 252]
    
63.   [253 253 252]
    
64.   ...
    
65.   [249 255 231]
    
66.   [248 255 220]
    
67.   [205 225 174]]
    
68.   
    
69. [[ 76  90  70]
    
70.   [ 80  90  73]
    
71.   [ 86  93  80]
    
72.   ...
    
73.   [ 46  50  45]
    
74.   [ 46  48  43]
    
75.   [ 44  46  41]]
    
76. 
    
77. [[ 80  93  75]
    
78.   [ 78  90  75]
    
79.   [ 83  92  79]
    
80.   ...
    
81.   [ 46  50  45]
    
82.   [ 44  49  47]
    
83.   [ 42  47  46]]
    
84. 
    
85. [[ 82  92  75]
    
86.   [ 82  91  77]
    
87.   [ 78  88  80]
    
88.   ...
    
89.   [ 44  51  44]
    
90.   [ 42  47  45]
    
91.   [ 42  47  46]]]
    
92.   
    
93. zhaomeijing@raspberrypi5:~/workspace/09_uvc$

复制代码

//------测试结果：

//------end