Raspberry Pi 摄像头模块应用程序文档翻译

更新日志：

• 2014 年 3 月 24 日更新：根据 2013 年 12 月更新的文档，对原译文进行扩展翻译。翻译完毕。
• 2014 年 3 月 4 日更新：根据 2013 年 12 月更新的文档，对原译文进行扩展翻译。部分内容未翻译完毕。
• 2013 年 8 月 4 日更新：根据 Raspberry Pi 官方论坛发布的 RaspiCam 正式文档进行扩展翻译。硬件安装和软件安装部分稍后翻译完成。
• 2013 年 5 月 31 日更新：根据 eLinux 中的 Wiki 内容添加使用 MP4Box 对视频进行封装的介绍。
• 2013 年 5 月 24 日更新：根据 2013 年 5 月 10 日更新的官方文档完成了初步翻译。

本文会在适当的时间里进行增删改等操作，如果您对该文感兴趣，可以仅收藏本页。

RaspiCam 文档

本文档将对 2013 年 12 月 7 日为止可用的三个 Raspberry Pi 摄像头应用程序进行介绍。

目前提供了三个应用程序，分别为：raspistill、raspivid、raspistillyuv。其中 raspistill 和 raspistillyuv 非常相似，并且都是用于捕捉图像，而 raspivid 用于捕捉视频。

所有应用程序均基于命令行方式运行，通过 OpenMAX 的 mmal API 进行编写。OpenMAX 的 mmal API 提供了更易使用的系统组件。注意，mmal 是一个由 Broadcom 为 Videocore 4 系统定制的 API。

应用程序使用了四个 OpenMAX（mmal）组件：camera（摄像）、preview（预览）、encoder（编码）、null_sink。所有应用程序均使用了摄像组件，raspistill 使用了图像编码组件，raspivid 使用了视频编码组件，raspistillyuv 没有使用编码组件，而是直接将 YUV 或 RGB 从摄像组件输出到文件。

预览显示为可选参数，但是可以用于全屏或输出到指定的显示器显示区域进行显示。如果预览被禁用，那么 null_silk 组件将会对预览帧进行“吸收”。这是由于尽管不需要摄像头生成供显示所用的的预览帧，但是仍需要使用它们进行曝光计算和白平衡设置的缘故。

此外，还可以省略文件名参数，这样既可以直接预览显示而不写入文件，或者直接输出到标准输出设备上。命令行帮助可以通过直接输入应用程序名称获得。

安装摄像头硬件

警告：摄像头对静电非常敏感。如果您在安装摄像头电路板时没有防静电手环，可以尝试触摸一下水龙头、金属水槽或其它类似的东西即可。

摄像头电路板与 Raspberry Pi 通过一条 15 芯的排线进行连接。仅有两个连接座需要连接，排线需要安装到摄像头电路板和 Raspberry Pi 上。您需要正确安装，否则摄像头无法工作。对于摄像头电路板，排线末端的蓝色标记应该背对着电路板。而 Raspberry Pi 部分，蓝色标记应该正对着网络接口方向（如果您使用的是 Model A，那么也是需要正对着网络接口预留位）。

尽管两部分连接座不尽相同，但它们的工作方式很相似。对于 Raspberry Pi，拉起连接座两端的卡扣。它应该很容易拉起，并能够轻微活动。把排线完全插入到连接座中，并保证竖直，然后轻轻按下两端的卡扣。摄像头电路板方面，也需要您将卡扣向电路板相反方向拉开，然后轻轻插入排线，最后将卡扣推回。摄像头电路板的连接座与 Pi 上的区别就在这里。

安装摄像头软件

执行下文介绍的命令行进行下载并安装最新的内核，GPU 固件及应用程序。您需要连接到互联网才可以实现以下操作。

接下来，您首先需要在 Raspberry Pi 的 raspi-config 程序中启用摄像头的支持。

将光标移动到摄像头选项（Camera option）处，并选择启用（Enable）。在退出 raspi-config 时会要求您重新启动。启用选项是为了确保重启后 GPU 固件能够正确运行（包括摄像头驱动和调节电路），并且 GPU 从主内存划分到了足够的内存使摄像头能够正确运行。

测试系统已经完成安装并正常工作，可尝试以下命令：

这将显示来自摄像头 5 秒钟的预览图像，并且拍摄一张照片，然后保存为文件 test.jpg，同时显示出需要相关信息。

故障排除

如果摄像头工作不正常，您可以尝试以下操作。

• 连接排线是否连接正确？它们必须都垂直插入到插槽中。
• 摄像头模块的连接座是否紧密的贴合到了电路板上？摄像头模块电路板上连接座的黑色卡扣，有时会发生松动。用指甲轻轻拉开，并且重新将排线插入，并且把卡扣按回。
• 是否运行过 sudo apt-get update 和 sudo apt-get upgrade 了？
• 是否运行过 raspi-config 并启用了摄像头选项？
• 您的电源合适吗？除 Raspberry Pi 所要求的电量，摄像头将需要额外的 200-250mA 的电量。

如果仍然无法工作，可以尝试以下操作：

Error : raspistill/raspivid not found. 该提示可以意味着您 update/upgrade 操作失败了。请重试。

Error : ENOMEM displayed. 摄像头没有启动。请再次检查所有的连接线。

Error : ENOSPC displayed. 摄像头可能使 GPU 内存溢出了。检查 /boot/ 目录下的 config.txt 文件内容。gpu_men 选项，最少应该为 128。

如果以上内容都尝试过了，摄像头仍然无法工作，那么它可能出现问题了。可以尝试在 Raspberry Pi 论坛的 Camera 板块找找是否有更多可用的帮助。

通用命令行参数

预览窗口

--preview, -p 预览窗口设置 <‘x,y,w,h‘>
允许用户在屏幕上定义预览窗口的大小和位置。注意，这将在所有其它窗口/图像的上层显示。

--fullscreen, -f 全屏预览模式
强制预览屏幕全屏显示。注意，这将会保留输入图像的长宽比例，所以可能会在图像的边缘出现填充条。

--nopreview, -n 不显示预览窗口
完全禁用预览窗口。注意，尽管预览窗口被禁用，但摄像头仍然在进行处理，所以会继续消耗资源。

--opacity, -op 设置预览窗口透明度
设置预览窗口的透明度。0 为完全透明，255 为完全不透明。

摄像头控制参数

--sharpness, -sh 设置图像锐度（-100 - 100）
设置图像的锐度，默认为 0。

--contrast, -co 设置图像对比度（-100 - 100）
设置图像的对比度，默认为 0。

--brightness, -br 设置图像亮度（0 - 100）
设置图像的亮度，默认为 50。0 为最暗，100 为最亮。

--saturation, -sa 设置图像饱和度（-100 - 100）
设置图像色彩饱和度。默认为 0。

--ISO, -ISO 设置捕捉 ISO
为捕捉图像设置 ISO。范围为 100 到 800。

--vstab, -vs 打开视频稳定
仅用于视频模式，用于开启视频稳定。

--ev, -ev 设置曝光补偿
设置图像的曝光补偿。范围为 -10 到 10，默认为 0。

--exposure, -ex 设置曝光模式
可能用到的参数为：

• auto - 使用自动曝光模式
• night - 夜间拍摄模式
• nightpreview -夜间预览拍摄模式（暂且这么称呼）
• backlight - 逆光拍摄模式
• spotlight - 聚光灯拍摄模式
• sports - 运动拍摄模式（高速快门等）
• snow - 雪景优化拍摄模式
• beach - 海滩优化拍摄模式
• verylong - 长时间曝光拍摄模式
• fixedfps - 帧约束拍摄模式
• antishake - 防抖模式
• fireworks - 烟火优化拍摄模式

注意，不是所有的设置都会在对摄像头进行微调时得到相应作用。

--awb, -awb 设置自动白平衡
可能用到的参数为：

• off - 关闭白平衡测算
• auto - 自动模式（默认）
• sun - 日光模式
• cloud - 多云模式
• shade - 阴影模式
• tungsten - 钨灯模式
• fluorescent - 荧光灯模式
• incandescent - 白炽灯模式
• flash - 闪光模式
• horizon - 地平线模式

--imxfx, -ifx 设置图像特效
设置应用于图像上的特效
可能用到的参数为：

• none - 无特效（默认）
• negative - 反色图像
• solarise - 曝光过度图像
• posterize - 色调图像
• whiteboard - 白板特效
• blackboard - 黑板特效
• sketch - 素描风格特效
• denoise - 降噪图像
• emboss - 浮雕图像
• oilpaint - 油画风格特效
• hatch - 草图特效
• gpen - 马克笔特效
• pastel - 柔化风格特效
• watercolour - 水彩风格特效
• film - 胶片颗粒风格特效
• blur - 模糊图像
• saturation - 色彩饱和图像
• colourswap - 暂未可用
• washedout - 暂未可用
• posterise - 暂未可用
• colourpoint - 暂未可用
• colourbalance - 暂未可用
• cartoon - 暂未可用

--colfx, -cfx 设置色彩特效
指定图像 U 和 V 通道的参数（范围 0 到 255）。例如：--colfx 128:128 将得到一张单色图像。

--metering, -mm 设置测光模式
为预览和捕捉指定测光模式
可能用到的参数为：

• average - 全画面平衡测光
• spot - 点测光
• backlit - 模拟背光图像
• matrix - 阵列测光

--rotation, -rot 设置图像旋转（0 - 359）
对取景器和最终得到的图像进行旋转。可以接受 0 以上任何值，但由于硬件限制，只支持 0、90、180、270 度。

--hflip, -hf 设置水平翻转
水平翻转预览和保存的图像。

--vflip, -vf 设置垂直翻转
垂直翻转预览和保存的图像。

--roi, -roi 设置传感器感光区域
允许指定用于预览和捕捉的源所使用的传感器区域。该功能中 x 和 y 参数指定了坐上角的坐标，以及定义了宽度和高度值，并且所有值都为标准化坐标（0.0 到 1.0）。那么，感光区域设置为横向和纵向都为一半，并且宽度和高度都为传感器的四分之一时，可以写为：
-roi 0.5,0.5,0.25,0.25

--shutter, -ss 设置快门速度
设置快门的速度为指定的值（单位为微秒）。据当前的考证，目前未定义时，快门速度上限大约为 330000us（330ms 或 0.33s）。

应用程序专有设置

raspistill

--width, -w 设置图像宽度

--height, -h 设置图像高度

--quality, -q 设置 JPEG 品质
品质为 100 时几乎等同于未压缩。75 相对是比较好的选择。

--raw, -r 向 JPEG 元数据中添加 RAW 信息
该参数将从摄像头获取到的 RAW 信息插入到 JPEG 元数据中。

--output, -o 输出文件名
指定输出的文件名。如果不指定，将不保存到文件。如果文件名为“-”，将输出发送至标准输出设备。

--latest, -l 链接最后一帧到文件名
基于该名称做一个指向最后一帧的文件系统链接。

--verbose, -v 在运行过程中输出详细信息
在程序运行过程中，输出调试/详细信息。

--timeout, -t 获取图片前的时间
程序将执行指定的时长，然后进行获取操作（前提是 output 已指定）。如果未指定，将设置为 5 秒。

--timelapse, -tl 间隔拍摄模式
指定多次拍摄之间所间隔的毫秒值。注意，您需要在文件名中加入 %04d 做为画面计数。
-t 30000 -tl 2000 -o image%04d.jpg
将会在 30 秒的时间内，每两秒拍摄一次，并且将文件命名为：image1.jpg、image0002.jpg...image0015.jpg。注意 %04d 表示在文件名中数字部分加入前导零，使其成为 4 位数。例如，%08d 将生成 8 位数字。
如果间隔时间设置为 0，程序将不间断（取决于系统负担及存储速度）进行拍摄。不过需要注意，每次捕捉前还是会有 30ms 的最小暂停时间，用于曝光计算操作。

--thumb, -th 设置缩略图参数（x:y:quality）
允许指定插入到 JPEG 文件中缩略图信息。如果不指定，将为默认的 64x48 质量为 35 的缩略图。
如果设置为 --thumb none，那么将不会向文件中插入缩略图信息。文件的尺寸也会稍微变小。

--demo, -d 运行演示模式
该参数将循环使用所有摄像头参数，并且不会捕捉。而且无论是否完成所有的循环，在超时周期到达时都会停止演示操作。循环之前的时间需要设置毫秒值。

--encoding, -e 指定输出文件的编码
可用的参数为 jpg、bmp、gif、png。注意，未被硬件加速支持的图像格式（gif、png、bmp）在保存的时候要比 jpg 格式耗时更长。还需要注意，文件扩展名在编码时将被完全忽略。

--exif, -x 在捕捉的内容中加入 EXIF 标签（格式为 ‘key=value‘）
允许在 JPEG 图像中插入特定的 EXIF 标签。您可以插入 32 条记录。这是非常实用的功能，比如插入 GPS 元数据。例如设置经度
--exif GPS.GPSLongitude=5/1,10/1,15/100
该命令将会设置经度为 5 度 10 分 15 秒。查看 EXIF 文档获得所有可用标签的详细信息。支持的标签如下：
IFD0. 或 IFD1.
<ImageWidth, ImageLength, BitsPerSample, Compression, PhotometricInterpretation, ImageDescription, Make, Model, StripOffsets, Orientation, SamplesPerPixel, RowsPerString, StripByteCounts, Xresolution, Yresolution, PlanarConfiguration, ResolutionUnit, TransferFunction, Software, DateTime, Artist, WhitePoint, PrimaryChromaticities, JPEGInterchangeFormat, JPEGInterchangeFormatLength, YcbCrCoefficients, YcbCrSubSampling, YcbCrPositioning, ReferenceBlackWhite, Copyright>

EXIF.
<ExposureTime, FNumber, ExposureProgram, SpectralSensitivity, a ISOSpeedRatings, OECF, ExifVersion, DateTimeOriginal, DateTimeDigitized, ComponentsConfiguration, CompressedBitsPerPixel, ShutterSpeedValue, ApertureValue, BrightnessValue, ExposureBiasValue, MaxApertureValue, SubjectDistance, MeteringMode, LightSource, Flash, FocalLength, SubjectArea, MakerNote, UserComment, SubSecTime, SubSecTimeOriginal, SubSecTimeDigitized, FlashpixVersion, ColorSpace, PixelXDimension, PixelYDimension, RelatedSoundFile, FlashEnergy, SpacialFrequencyResponse, FocalPlaneXResolution, FocalPlaneYResolution, FocalPlaneResolutionUnit, SubjectLocation, ExposureIndex, SensingMethod, FileSource, SceneType, CFAPattern, CustomRendered, ExposureMode, WhiteBalance, DigitalZoomRatio, FocalLengthIn35mmFilm, SceneCaptureType, GainControl, Contrast, Saturation, Sharpness, DeviceSettingDescription, SubjectDistanceRange, ImageUniqueID>

GPS.
<GPSVersionID, GPSLatitudeRef, GPSLatitude, GPSLongitudeRef, GPSLongitude, GPSAltitudeRef, GPSAltitude, GPSTimeStamp, GPSSatellites, GPSStatus, GPSMeasureMode, GPSDOP, GPSSpeedRef, GPSSpeed, GPSTrackRef, GPSTrack, GPSImgDirectionRef, GPSImgDirection, GPSMapDatum, GPSDestLatitudeRef, GPSDestLatitude, GPSDestLongitudeRef, GPSDestLongitude, GPSDestBearingRef, GPSDestBearing, GPSDestDistanceRef, GPSDestDistance, GPSProcessingMethod, GPSAreaInformation, GPSDateStamp, GPSDifferential>

EINT.
<InteroperabilityIndex, InteroperabilityVersion, RelatedImageFileFormat, RelatedImageWidth, RelatedImageLength>
注意，有部分标签将会由摄像头系统自动设置，但是会被命令行执行的 EXIF 操作所覆盖。

如果设置为 --exif none，那么将不会向文件中插入 EXIF信息。文件的尺寸也会稍微变小。

--fullpreview, -fp 全预览模式
这将使预览窗口运行于全分辨率捕捉模式。该模式最大帧率为 15fps，并且预览将和捕捉拥有相同的可视区域。在不进行模式转换时，捕捉动作将进行的更迅速。该功能目前还在开发中。

--keypress, -k 按键模式

摄像头会运行（-t）参数指定的时间，并且每次按下回车键时进行一次捕捉。在超时设置到达前按 X 键然后按回车键将退出程序。如果超时时间设置为 0，摄像头将一直工作，直到按下 X 键和回车键。使用 verbose（-v）参数可以显示输入确认提示，否则不会有任何提示。

--signal, -s 信号模式

摄像头会运行（-t）参数指定的时间，并且每次向摄像进程发送 USR1 信号时进行一次捕捉。该操作可以通过发送 kill 命令进行终止。您可以使用“pgrep raspistill”命令找到摄像进程的 ID。

raspistillyuv

raspistillyuv 的许多选项与 raspistill 是相同的。本节将对不同的部分进行讲解。

不支持的选项：
--exif, --encoding, --thumb, --raw, --quality

扩展选项：
--rgb, -rgb 以 RGB888 形式保存未压缩数据
该选项强制图像保存为每个通道为 8 bits 的 RGB 格式，而不是 YUV420 格式。

注意，在 raspistillyuv 中所保存的图像在缓冲区中水平尺寸封装为可被 16 整除（所以可能会在每行的结尾都会出现无用的字节以使宽度可被 16 整除）。缓冲区也会将垂直方向封装为可被 16 整除，在 YUV 模式中，每个 Y、U、V 平面都会使用该方式进行封装。

raspivid

--width, -w 设置图像宽度
视频的宽度。范围为 64 到 1920。

--height, -h 设置图像高度
视频的高度。范围为 64 到 1080。

--bitrate, -b 设置码率。
使用比特/秒为单位，所以 10Mbits/s 需要输入 -b 10000000。对于 H264 编码的 1080p30 高清视频，码率需要在 15Mbits/s 或以上。码率最大为 25Mbits/s（-b 25000000），但大于 17Mbits/s 时，在 1080p30 中并没有太大区别。

--output -o 输出文件名
指定输出的文件名。如果不指定，将不保存到文件。如果文件名为“-”，将输出发送至标准输出设备。

--verbose, -v 在运行过程中输出详细信息
在程序运行过程中，输出调试/详细信息。

--timeout, -t 获取图片前的时间
程序将执行指定的时长，然后进行获取操作（前提是 output 已指定）。如果未指定，将设置为 5 秒。设置为 0 意味着程序将一直运行，直到按下 Ctrl-C 才会停止。

--demo, -d 运行演示模式
该参数将循环使用所有摄像头参数，并且不会捕捉。而且无论是否完成所有的循环，在超时周期到达时都会停止演示操作。循环之前的时间需要设置毫秒值。

--framerate, -fps 指定录制的视频每秒的画面数量
目前，最小的帧率为 2fps，最大为 30fps。似乎将来会有所改变。

--penc, -e 在编码完成后显示预览图像
开启该选项会在压缩完成后显示预览图像。显示在预览窗口中的图像会因为压缩的原因出现失真。正常情况下，预览将会显示摄像头输出的原始图像。该功能在未来的版本中可能不再可用。

--intra, -g 指定帧内刷新周期（关键帧率/画面组）
为录制的视频设置帧内刷新周期（画面组）率。H.264 视频在每个帧内刷新周期中都使用了 I-frame。该选项指定了每个 I-frame 之间帧的数量。数字越大，生成的视频尺寸越小，数字越小，视频流将越庞大，直至出错。

--qp, -qp 设置量化参数

为视频流设置初始量化参数。范围从 10 到 40，并且对所录制视频的质量有极大的影响。值越大，质量越低，并且文件尺寸越小。码流设置为 0，并结合此参数一起使用，可用来设置一个完全动态码流的视频。

--profile, -pf 为录制的视频指定 H264 配置文件

为录制的视频指定 H264 配置文件。选项为：baseline、main、high。

--inline, -ih Insert PPS, SPS headers 插入 PPS，SPS 头

强制视频流的 I-frame 都包含 PPS 和 SPS 头信息。某些视频封装格式需要该信息。例如 Apple HLS。这些头信息体积很小，所以不会让文件的尺寸增加太多。

--timed, -td 设置定时切换捕捉和暂停

该选项可以使视频捕捉在特定的时间里暂停并重新开始记录。需要指定开启时间和关闭时间两个值。开启时间是视频的捕捉时长，关闭时间是暂停的时长。总录制时长是又超时选项进行定义的。注意，由于开启时间和关闭时间的设置原因，录制时长将略微比超时设置的时间要长。

例如

将进行 25 秒的录制操作。录制操作包括若干个 2500 毫秒（2.5 秒）录制和 5000 毫秒（5秒）暂停的操作，并且重复时长超过 20 秒。所以该录制过程中实际只录制了 10 秒的内容。包括 4 段 2.5 秒的视频片断 = 被若干个 5 秒钟暂停操作分隔开的 10 秒钟视频。

2.5 秒录制 – 5 秒暂停 - 2.5 秒录制 – 5 秒暂停 -2.5 秒录制 – 5 秒暂停 – 2.5 秒录制

录制了 25 秒。但仅有 10 秒的记录

--keypress, -k 使用回车键在录制和暂停两种状态间进行切换

每次点击回车键将会暂停或重新开始录制进程。点击 X 键后点击回车键将停止录制并关闭程序。注意，超时设置值将影响录制结束时间，但仅在每次回车键点击后进行检查，所以如果系统正在等待按键操作，尽管超时设置已过期，录制进程退出前也会等待按键操作。

--signal, -s 使用 SIGUSR1 信号在录制和暂停两种状态间进行切换

向 Raspivid 进程发送 USR1 信号来切换录制和暂停。该操作可以通过使用 kill 命令来实现。您可以使用“pgrep raspivid” 命令找到 raspivid 的进程 ID。

kill -USR1

注意，超时设置值将影响录制结束时间，但仅在每次发送 SIGUSR1 信号后进行检查，所以如果系统正在等待信号，尽管超时设置已过期，录制进程退出前也会等待信号的发送操作。

--initial, -i 定义启动时的初始状态。

定义摄像头初始状态为暂停或立即开始录像。选项可以为“record”（录像）或“pause”（暂停）。注意，如果您设置的超时时长很短，而且初始状态设置为“暂停”，那么将不会录制任何输出的内容。

--segment, -sg 将视频流分段存储到多个文件

与存储在单个文件中不同，该参数将视频分段存储在以毫秒为单位所指定长度的数个文件中。为了将生成的文件命名为不同的名称，您需要在文件名中合适的位置添加 %04d 或类似的参数来让文件名中显示计数值。例如：

--segment 3000 -o video%04d.h264

将分割成每段长度 3000 毫秒（3 秒）并且命名为 video0001.h264，video0002.h264 等。每个段落都是可无缝连接的（段落之间不会丢帧），但每个片段的长度将取决于帧内周期值，原因是每个分割的段落都需要起始于 I-frame 处。因此，每个段落都会等于或大于指定的时间长度。

--wrap, -wr 设置最大分段数

当输出分段视频时，该参数设置了最大分段数，并且达到最大值时，将返回到初始的第一个段落。该参数赋予了录制分段视频的功能，但是将覆盖之前生成的文件。所以，如果设置为 4，那么上面的例子中所生成的文件名为 video0001.h264，video0002.h264，video0003.h264，video0004.h264。而且，一旦 video0004.h264 文件录制完毕后，计数将回到 1，并且 video0001.h264 将被覆盖。

--start, -sn 设置初始段落数

当输出分段视频时，该参数为初始的段落数，它允许从指定的段落恢复之前的录制操作。默认值为 1。

示例

图像捕捉

默认情况下，传感器将以其支持的最高分辨率进行捕捉。可以在命令行中通过使用 -w 和 -h 参数进行更改。

视频捕捉

图像尺寸和预览设置与图像捕捉相同。录制的视频默认尺寸为 1080p（1920x1080）

Shell 错误代码

应用程序将返回完整的错误代码。可能出现的错误代码为：

EX_OK 0 应用程序运行成功
EX_USAGE 64 错误的命令行参数
EX_SOFTWARE 70 软件或摄像头错误
130 由于按下 Ctrl-C，应用程序终止运行

扩展内容

MP4Box

raspivid 通常会将录制的视频保存为 .h264 格式的文件。而我们使用的很多播放器可能无法正常播放该格式的视频文件。这就需要我们将生成的 .h264 格式的文件封装到播放器能够识别的视频容器格式中（比如封装为 mp4 格式）。有很多视频处理软件可以达到这个目的，您也可以直接在 Raspberry Pi 上直接进行封装。这里介绍的是“gpac”中的“MP4Box”。安装和使用的方法如下：

相关网站

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