[Image Processing] Camera에서 이미지 읽기

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다양한 종류의 카메라 API 통합 interface 구현

Intro

다양한 카메라를 사용해보면서 일반적으로 사용할 수 있는 interface가 있었으면 좋겠다 싶어서 간단하게 만들어 봤다. 현재는 Basler 카메라, opencv에서 읽을 수 있는 일반적인 웹캠 및 카메라들만 지원하지만, 앞으로 차차 늘려가 볼 생각이다 :)

각 카메라에서 제공하는 api를 활용해서 제가 쓰기 편하게 만든 것일 뿐이라, 더 세세한 기능을 컨트롤하고 싶다면 camera-apis repo에서 필요한 부분만 쓰셔도 되고, 카메라 api를 직접 사용하시는 것을 추천드립니다 :) python 기반으로 만들었으며, opencv를 활용한 점 참고부탁드립니다!

Getting Started

전체 코드는 camera-apis repo에 올려놨으며, 꾸준히 업데이트해나갈 예정이다.

먼저 camera-apis repo 페이지 오른쪽에 있는 Releases에서 최신 버전을 다운 받은 후 아래 command로 설치한다. (환경변수가 모두 설정되어 있다는 가정)

pip install camapislib-1.0.0-py3-none-any.whl

pypylon은 basler 카메라를 사용할 때 필요한 패키지이니 참고!
설치가 안될 경우 다운받은 파일명이 일치하는지 확인해보고 그래도 안된다면 다른 문제(proxy? network?)일 수도 있으니 확인해보길 바란다.

sample

설치가 되었다면 아래 sample code를 통해 카메라로부터 어떻게 이미지를 읽는지 확인해보자.

대부분의 카메라들이 open -> grab -> close -> release 순서로 동작을 하기에 사용하실 때에는 아래와 같은 순서로 사용하시면 된다.

# Please change below relative path of imported files. It may vary depending on your project.
import sys
from .camapislib import \
    Camera, \
    CAMERA_SETTINGS, \
    Default, \
    Basler


def set_camera(camera: Camera):
    camera.camera_setting(CAMERA_SETTINGS.GAIN, 0.00000)
    camera.camera_setting(CAMERA_SETTINGS.WIDTH, 1920)
    camera.camera_setting(CAMERA_SETTINGS.HEIGHT, 1200)
    

def main():
    # Set Camera Parameters before open it.
    cam = Basler()
    set_camera(camera=cam)
    
    # Open Camera
    cam.open()
    
    # If it is opened, exit process
    if not cam.is_open():
        sys.exit()
    
    # Grab image
    image = cam.read()
    
    ###########################
    # Do something with image #
    ###########################
        
    # Close and Release Camera
    cam.release()


if __name__ == '__main__':
    main()

Details

cam = Basler()

가장 먼저 어떤 카메라를 사용 할지 선택 후

set_camera(camera=cam)

변경하고 싶은 카메라 셋팅이 있으면, set_camera method 내에 필요한 변경 사항들을 추가한다.

if not cam.is_open():
    sys.exit()

그리고 카메라가 정상적으로 open이 되었는지 체크해준다. 카메라의 물리적인 연결이 불안정하거나 다른 process에서 카메라 object를 잡고 있는 경우도 있으므로 체킹해주는 것이 좋다.

image = cam.read()

카메라가 정상적으로 open이 되었다면 grabbing을 하고 있는 카메라로부터 이미지를 가져와 필요한 작업을 하면 된다.

cam.release()

마지막으로 반드시 카메라 object를 release해주는 것이 중요!

Notes

  • 일반적으로 지원하는 기능들을 아래와 같이 abstract로 명시해 뒀으니 다른 카메라를 추가해서 사용하고 싶으면, 해당 abstract class를 상속받아 추가하면 된다.
from abc import *


class Camera(metaclass=ABCMeta):
    def __init__(self, cam) -> None:
        self.camera = cam

    @abstractmethod
    def camera_setting(self, target, value):
        pass

    @abstractmethod
    def get_serial_number(self):
        pass

    @abstractmethod
    def open(self):
        pass

    @abstractmethod
    def close(self):
        pass

    @abstractmethod
    def is_open(self):
        pass

    @abstractmethod
    def read(self):
        pass

    @abstractmethod
    def release(self):
        pass
  • Git에 구현해 놓은 바슬라 카메라 관련 코드의 경우 camera를 open 해놓고 계속 grabbing 하는 방식인데, 계속 grabbing을 하지 않고 필요할 때만 하는 것이 개인적으로는 좋다고 생각한다. camera-apis repo에서는 영상 저장과 image processing을 병렬 처리하기 위함이니 참고 부탁드립니다.

Reference

  • https://github.com/basler/pypylon