《DNK210使用指南 -CanMV版 V1.0》第三十章 照片拍摄实验

第三十章 照片拍摄实验

1）实验平台：正点原子DNK210开发板

2）章节摘自【正点原子】DNK210使用指南 - CanMV版 V1.0

3）购买链接：https://detail.tmall.com/item.htm?&id=782801398750

4）全套实验源码+手册+视频下载地址：http://www.openedv.com/docs/boards/k210/ATK-DNK210.html

5）正点原子官方B站：https://space.bilibili.com/394620890

6）正点原子K210技术交流企鹅群:605557868

在前面的章节中，已经了解了如何在CanMV下获取摄像头输出的图像数据并在LCD上进行显示，同时也了解了如何解码文件系统中的图像文件然后在LCD上进行显示，本章将通过照片拍摄实验，介绍如何通过CanMV将摄像头输出的图像数据进行图像编码保存到文件系统中。通过本章的学习，读者将学习到CanMV下图像数据的编码保存。
本章分为如下几个小节：
30.1 Image对象的加载与保存方法介绍
30.2 硬件设计
30.3 程序设计
30.4 运行验证

30.1 Image对象的加载与保存方法介绍

Image对象是image模块中构造的一个对象，用于表示图像。image模块是CanMV内置的模块，image模块主要用于进行图像数据的处理，在后续章节中将对image模块展开更详细的介绍，本章主要介绍Image对象的加载与保存方法。
image模块为Image对象提供了其Image()方法，用于使用不同的方式读取并解码图片数据，并返回一个Image对象，Image方法如下所示：

image.Image(path, copy_to_fb=False)

Image方法用于读取并解码图像文件或数据，并返回一个Image对象。
path指的是图像文件的路径，Image方法能够自动根据图像文件的文件名识别图像文件的图像格式，并对其进行解码、读取。
copy_to_fb指的是是否将图像直接载入帧缓冲区，当为True时，图像会被直接载入帧缓冲区，此时便可以加载体积较大的图像，当为False时，图像会被载入MicroPython的堆中，但堆的大小要远比帧缓冲区小得多。
Image方法的使用示例如下所示：

import image
img = image.Image("/sd/PICTURE/picture.jpg")

image模块为Image对象提供了save()方法，用于保存Image对象到文件系统中，save()方法如下所示：

image.save(path, roi, quality=50)

save()方法用于保存Image对象到文件系统中，save()方法会自动根据提供的路径对图像进行编码，然后保存到指定的文件中，支持的图像格式有BMP、PGM、PPM、JPG和JPEG。
path指的是图像保存在文件系统中的路径。
roi指的是需要保存的图像的区域，当保存的图像文件为JPEG格式时，该参数将无效。
quality指的是JPEG图像的压缩质量，当保存的图像格式为JPEG时，需要对图像文件进行JPEG压缩，压缩质量的值越大，压缩后的JPEG图像将保存更多的原图像信息，反之，若压缩质量的值越小，压缩后的JPEG图像将保存更少的原图像信息以减小文件的体积，压缩质量的取值范围为[1,100]。
save()方法的使用示例如下所示：

import sensor
import image
sensor.reset()
sensor.set_framesize(sensor.QVGA)
sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)
sensor.set_hmirror(False)
img = sensor.snapshot()
img.save("/sd/PHOTO/photo.jpg")

30.2 硬件设计

30.2.1 例程功能

1. 实时获取摄像头输出的图像数据并将其在LCD上进行显示
2. 当KEY0按键被按下后，保存当前获取到的摄像头输出图像到文件系统中，并再将其在LCD上显示一段时间

30.2.2 硬件资源

1. 摄像头
   SCCB_SDA- IO40
   SCCB_SCL- IO41
   DVP_RESET- IO42
   DVP_VSYNC- IO43
   DVP_PWDN- IO44
   DVP_HREF- IO45
   DVP_XCLK- IO46
   DVP_PCLK- IO47
   D0~D7- DVP_D0~DVP_D7
2. LCD
   LCD_RD- IO34
   LCD_BL- IO35
   LCD_CS- IO36
   LCD_RST- IO37
   LCD_RS- IO38
   LCD_WR- IO39
   LCD_D0~LCD_D7- SPI0_D0~SPI0_D7

30.2.3 原理图
本章实验内容，需要使用到板载的摄像头接口，在正点原子DNK210开发板上有两处摄像头接口分别为位于正点原子DNK210开发板底板上的ATK-MC2640摄像头模块接口，该接口用于连接正点原子的ATK-MC2640模块，另一个摄像头接口位于正点原子CNK210F核心板，该接口同于直接连接OV2640等摄像头模组，但需要特别注意的是，这两个摄像头接口不能同时使用，否则可能导致硬件损坏。
正点原子DNK210开发板上的ATK-MC2640摄像头模块接口的连接原理图，如下图所示：

图30.2.3.1ATK-MC2640摄像头模块接口原理图

正点原子CNK210F核心板上的OV2640等摄像头模组接口的连接原理图，如下图所示：

图30.2.3.2OV2640等摄像头模组接口原理图

30.3 程序设计

30.3.1 Image对象的加载与保存方法介绍
有关Image对象的加载与保存方法的介绍，请见第30.1小节《Image对象的加载与保存方法介绍》。
30.3.2 程序流程图

图30.3.2.1 照片拍摄实验流程图
30.3.3 main.py代码
main.py中的脚本代码如下所示：

from board import board_info
from fpioa_manager import fm
from maix import GPIO
import time
import lcd
import sensor
import image
import os
try:
    os.mkdir("/sd/PHOTO")
except Exception:
    pass
# 为IO分配相应的硬件功能
fm.register(board_info.KEY0, fm.fpioa.GPIOHS0)
# 构造GPIO对象
key0 = GPIO(GPIO.GPIOHS0, GPIO.IN, GPIO.PULL_UP)
shutter = False
# 配置GPIO对象的中断
def key_irq_handler(key):
    global key0
    global shutter
   time.sleep_ms(20)
    if key is key0 and key.value() == 0:
       shutter = True
key0.irq(key_irq_handler, GPIO.IRQ_FALLING, GPIO.WAKEUP_NOT_SUPPORT, 7)
lcd.init()
sensor.reset()
sensor.set_framesize(sensor.QVGA)
sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)
sensor.set_hmirror(False)
while True:
    img= sensor.snapshot()
    lcd.display(img)
    if shutter is True:
       shutter = False
       # 保存Image对象到文件
       img.save("/sd/PHOTO/photo.jpg")
       # 从文件创建Image对象
       photo = image.Image("/sd/PHOTO/photo.jpg")
       lcd.display(photo)
       time.sleep(2)
       del photo

可以看到首先对中断按键、LCD和摄像头进行了初始化。
接着是配置摄像头输出的帧大小以及输出格式。
然后是针对摄像头的摆放方向配置摄像头进行水平镜像，水平镜像后后续才能在LCD和CanMV IDE软件的“帧缓冲区”窗口中看到“较为正常”的图像画面。
最后就是在一个循环中不断地获取摄像头输出的图像数据，然后将图像在LCD显示屏上进行显示，同时读取快门标志，当快门标志在按键中断中配复制为True时，表示需要进行拍照，此时便将最近一次获取到的摄像头数据保存到指定文件中，并将其在LCD上显示一段时间。

30.4 运行验证

将DNK210开发板连接CanMV IDE后，点击CanMV IDE上的“开始(运行脚本)”按钮后，可以看到LCD上实时地显示这摄像头采集到的画面，此时若按下KEY0按键，便会将最近一次获取到的摄像头数据保存到SD卡media目录下的photo.jpeg文件中，如下图所示：

图30.4.1 拍摄到的图像