Raspberry PI : Webcam + streamer + mencoder 製作縮時影片

Raspberry PI 加上 Webcam 也可以拿來玩縮時攝影，影像的抓取可以用之前提過的 motion 、 ffmpeg 或是這一次要用的 streamer 每隔幾秒拍一張，而將影像組合成影片的工具則可以使用 ffmpeg 或是 MPlayer 的編碼工具 mencoder 。


安裝軟體

這一次打算使用 streamer、mencoder 及 ffmpeg ，所以先執行底下的指令來安裝軟體：

sudo apt-get update
sudo apt-get install streamer
sudo apt-get install mencoder
sudo apt-get ffmpeg

其中的 mencoder 如果曾安裝過 mplayer 的話，應該已安裝好了。


抓取影像

在 Raspberry PI 如果按預設值，可能會由於 buffer 不夠大而無法執行 streamer。可能出現類似底下的訊息：

libv4l2: error allocating conversion buffer
mmap: Cannot allocate memory

我們可以先執行底下的指令來解決：

sudo sysctl vm.overcommit_memory=1

為了方便管理，先建一個目錄，並切換到該目錄中後，再執行 streamer 來抓影像：

mkdir time-lapse
cd time-lapse
streamer
streamer -o 0000.jpeg -s 640x480 -j 70 -t 500 -r 1

上面的指令，關於 streamer 的參數設定如下：

• -o 0000.jpeg ：以四位數字由 0000 開始命名，並用 JPEG 的格式儲存。
• -s 640x480：用 640x480 (VGA) 的解析度。
• -j 75：JPEG 的品質設為 75%
• -t 500：抓取 500 張就停止，這個參數也可以設為時間的格式。
• -r 1：每一秒鐘抓一張影像。

這一次的實驗，Webcam 用的是 p2v ，它可以抓到 1024x768 的解析度，不過，對 Raspberry PI 來說，似乎太吃重了，試了幾次，都沒到達預定的張數就結束，因此，將解析度降為 640x480 才順利拍完。

如果成功，我們可以在目錄中看到一堆類似 0000.jpeg、0001.jpeg、0002.jpeg ...... 的影像檔，接著就可以準備把它們組合成影片了。


製作影片

接下來的工作是把一張張的影像檔依序按我們指定的影格數、畫質及編碼......等，轉換成影片。底下用 mencoder 來完成最後的動作：

mencoder -nosound mf://*.jpeg -mf w=640:h=480:type=jpeg:fps=30 -ovc lavc -lavcopts vcodec=mpeg4:vbitrate=2160000:v4mv -o movie.avi

上面的參數解說如下：

• -nosound：不加聲音。
• mf://*.jpeg：在目錄中找出所有的 .jpeg 的影像檔。
• -mf w=640:h=480:type=jpeg:fps=30 ：設定輸出的參數
  w=640 輸出的影片寬
  h=480 輸出的影片高
  type=jpeg 輸入的影像格式(可用的有 jpeg、png 及 tga)
  fps=30 輸出的 fps
• -ovc lavc：輸出的影像採 lavc (libavcodec) 編碼方式(可以執行 mencoder -ovc help 查詢可用的編碼方式及代碼)。
• -lavcopts vcodec=mpeg4:vbitrate=2160000:v4mv：設定 libavcodec編碼的額外參數
  vcode=mpeg4：採用 DivX 4/:5 編碼。
  vbitrate=2160000：將 video bitrate 設為 2160000，數字愈大，畫質愈好。
  v4mv：這定這個參數可以讓畫質稍好一點。
• -o movie.avi：設定影片檔的檔名。

這部份其實也可以用 ffmpeg 來進行，對應的指令如下：

ffmpeg -i %04d.jpeg -s 640x480 -r 30 -vcodec mpeg4 -b 2160000 move.avi

另外，如果想要把影片加入聲音的部份，可以將前面 mencoder 中的「-nosound」置換為「-audiofile train.mp3 -oac copy」，改為底下的：

mencoder -audiofile train.mp3 -oac copy mf://*.jpeg -mf w=640:h=480:type=jpeg:fps=30 -ovc lavc -lavcopts vcodec=mpeg4:vbitrate=2160000:v4mv -o movie.avi

多的參數如下：

• -audiofile train.mp3：加入的聲音檔檔名為 train.mp3。
• -oac copy：輸出時，聲音的編碼和來源一樣。

最後來看看我用 p2v 在 Raspberry PI 上，每秒鐘抓一張 640x480 的影像，將 500 張影像組合而成的縮時影片：

今天在試時，特別將 Webcam 插在有獨立電源的 USB Hub 上，而不是直接吃 Raspberry PI 的 USB 電力，主要是之前有好幾次在插拔 USB 裝置時當機，而且讓 SD 卡上的資料部份損毀而重灌，懷疑是否電力不足在作怪，雖然已有備份，還是小心一點的好。另外，Webcam 的部份，因為在拍小孩，加上 p2v 可以自動對焦，我把它改為手動對焦，並在一執行 streamer 後，馬上按一下對無鈕，不然，拍出來的可能會是模糊的。