Raspberry Piと専用のカメラモジュールを使用し、ONVIF対応の監視カメラを作成するシリーズ記事です。
本記事はリンク情報システム株式会社の有志が作成しています。
今回は動画撮影のポイントとなる場所を解説していきます。
#動画撮影（カメラ制御）
###MMAL (Multi-Media Abstraction Layer) を使って動画撮影
静止画と同様に MMALを使用して、カメラモジュールから動画データを取得します。
第４回で動画取得に使ったraspividのソースファイル、RaspiVid.c を元にポイントとなる処理を抜粋して解説します。
参考元：userland/RaspiVid.c at master · raspberrypi/userland · GitHub
動画取得処理の流れは以下のようになります。
1.カメラ設定
2.エンコーダー設定
3.カメラとエンコーダーの接続
4.キャプチャ開始
5.データ受信
#####1.カメラ設定 (create_camera_component関数)
静止画と同じようにカメラ設定をします。
#####2.エンコーダー設定 (create_encoder_component関数)
処理の流れは静止画と同じですが、動画時はH.264の設定になります。
encoder_output->format->encoding = MMAL_ENCODING_H264;
encoder_output->format->bitrate = MAX_BITRATE_LEVEL42;
encoder_output->buffer_size = encoder_output->buffer_size_recommended * 4; // 1920x1080の場合に、buffer_size_recommendedだとハングアップするようでした。
if (encoder_output->buffer_size < encoder_output->buffer_size_min)
encoder_output->buffer_size = encoder_output->buffer_size_min;
encoder_output->buffer_num = encoder_output->buffer_num_recommended;
if (encoder_output->buffer_num < encoder_output->buffer_num_min)
encoder_output->buffer_num = encoder_output->buffer_num_min;
encoder_output->format->es->video.frame_rate.num = 0;
encoder_output->format->es->video.frame_rate.den = 1;
// Commit the port changes to the output port
status = mmal_port_format_commit(encoder_output);
#####3.カメラとエンコーダーの接続 (main関数)
静止画と違い、camera_video_portと接続します。
connect_ports(camera_video_port, encoder_input_port, &state.encoder_connection);
#####4.キャプチャ開始 (main関数)
画像のキャプチャを開始します。作業用バッファを通知することで、そのバッファに生成された画像データが格納されます。
// Enable the encoder output port and tell it its callback function
mmal_port_enable(encoder_output_port, encoder_buffer_callback);
// エンコーダーにバッファを通知する
int num = mmal_queue_length(state.encoder_pool->queue);
int q;
for (q=0;q<num;q++)
{
MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer = mmal_queue_get(state.encoder_pool->queue);
mmal_port_send_buffer(encoder_output_port, buffer);
}
#####5.データ受信 (main関数)
バッファに画像が格納されると、mmal_port_enableで設定しておいた、encoder_buffer_callback関数が呼び出されます。encoder_buffer_callback関数が呼び出されます。
以下のようにbuffer->flagsの値で受信したデータが判断できるので、それぞれの処理を実装します。
-
「MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_CONFIG」
ヘッダデータとしてsps、ppsの受信時に通知されます。
尚、sps、ppsのデータの先頭には "00 00 01" が設定されます。
データの先頭を見つける事で、sps、ppsのサイズを求める事ができます。 -
「MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_CODECSIDEINFO」
センサからのメタデータを受信時に通知されます。
今回はセンサを接続していないので、通知されません。 -
「上記以外」
動画データを受信時に通知されます。
尚、MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_KEYFRAMEは、
キーフレーム（H.264の場合は IDR フレーム）を受信した時に通知されます。
また、MMAL_PARAMETER_INTRAPERIODでキーフレームが出現する間隔を設定します。
h.264 データはキーフレームが存在しないと再生を開始できないため、
キーフレームの間隔は再生を開始できるタイミングと考えてください。
ただし、キーフレームはサイズが大きいため、圧縮したデータのサイズに
影響します。
そのため、今回は以下のように１秒に設定しています。
MMAL_PARAMETER_UINT32_T param = {{ MMAL_PARAMETER_INTRAPERIOD, sizeof(param)}, 1};
mmal_port_parameter_set(encoder_output, ¶m.hdr);
受信したデータには以下のようにアクセスします。
また、処理が終わったら、動画データのバッファを解放＆通知します。
static void encoder_buffer_callback(MMAL_PORT_T *port, MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer)
{
mmal_buffer_header_mem_lock(buffer);
unsigned char* data = buffer->data;
int data_len = buffer->length;
/* データの内容にアクセスする */
fwrite(data, 1, data_len, fp);
mmal_buffer_header_mem_unlock(buffer);
// 受信したバッファをバッファプールに返す
mmal_buffer_header_release(buffer);
// 動画受信を続ける場合
if (port->is_enabled)
{
// 新しいバッファをバッファプールから取得し、受信処理に通知する
MMAL_BUFFER_HEADER_T *new_buffer = mmal_queue_get(pData->pstate->encoder_pool->queue);
mmal_port_send_buffer(port, new_buffer);
}
}
上記のように受信した動画データをファイルに保存できたら、
拡張子をh264 に変更しWindows上にコピーします。
VLCアプリで再生して動画が表示されればOKです。
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