第二十七章 摄像头图像调整实验
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
在上一章中，介绍了如何在CanMV下配置摄像头输出特定大小和格式的画面，并获取摄像头输出的图像数据将其在LCD上进行显示，。通过本章的学习，读者将学习到在CanMV下驱动配置摄像头调整输出图像的对比度、亮度和饱和度等画面参数。
本章分为如下几个小节：
27.1 sensor模块介绍
27.2 硬件设计
27.3 程序设计
27.4 运行验证
27.1 sensor模块介绍
有关sensor模块的介绍，请见第26.1小节《sensor模块介绍》。
27.2 硬件设计
27.2.1 例程功能
- 实时捕获摄像头输出的图像数据，并在LCD上进行显示
- 当KEY0按键被按下时，配置摄像头输出画面的对比度，对比度的值在2和-2之间切换
- 当KEY1按键被按下时，配置摄像头输出画面的亮度，亮度的值在2和-2之间切换
- 当KEY2按键被按下时，配置摄像头输出画面的饱和度，饱和度的值在2和-2之间切换
27.2.2 硬件资源
- 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 - 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
27.2.3 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27.2.3.1ATK-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27.2.3.2OV2640等摄像头模组接口原理图
27.3 程序设计
27.3.1 sensor模块
有关sensor模块的介绍，请见第27.1小节《sensor模块介绍》。
27.3.2 程序流程图
图27.3.2.1 摄像头图像调整实验流程图
27.3.3 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
# 为IO分配相应的硬件功能
fm.register(board_info.KEY0, fm.fpioa.GPIOHS0)
fm.register(board_info.KEY1, fm.fpioa.GPIOHS1)
fm.register(board_info.KEY2, fm.fpioa.GPIOHS2)
# 构造GPIO对象
key0 = GPIO(GPIO.GPIOHS0, GPIO.IN, GPIO.PULL_UP)
key1 = GPIO(GPIO.GPIOHS1, GPIO.IN, GPIO.PULL_UP)
key2 = GPIO(GPIO.GPIOHS2, GPIO.IN, GPIO.PULL_UP)
contrast = 2
brightness = 2
saturation = 2
# 配置GPIO对象的中断
def key_irq_handler(key):
global key0
global key1
global key2
global contrast
global brightness
global saturation
time.sleep_ms(20)
if key is key0 and key.value() == 0:
if contrast == -2:
contrast = 2
elif contrast == 2:
contrast = -2
# 设置摄像头输出画面的对比度
sensor.set_contrast(contrast)
if key is key1 and key.value() == 0:
if brightness == -2:
brightness = 2
elif brightness == 2:
brightness = -2
# 设置摄像头输出画面的亮度
sensor.set_brightness(brightness)
if key is key2 and key.value() == 0:
if saturation == -2:
saturation = 2
elif saturation == 2:
saturation = -2
# 设置摄像头输出画面的饱和度
sensor.set_saturation(saturation)
key0.irq(key_irq_handler, GPIO.IRQ_FALLING, GPIO.WAKEUP_NOT_SUPPORT, 7)
key1.irq(key_irq_handler, GPIO.IRQ_FALLING, GPIO.WAKEUP_NOT_SUPPORT, 7)
key2.irq(key_irq_handler, GPIO.IRQ_FALLING, GPIO.WAKEUP_NOT_SUPPORT, 7)
# 初始化LCD
lcd.init()
# 初始化摄像头
sensor.reset()
# 设置摄像头输出帧大小
sensor.set_framesize(sensor.QVGA)
# 设置摄像头输出格式
sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)
# 设置摄像头水平镜像
sensor.set_hmirror(False)
# 设置摄像头输出画面的对比度、亮度、饱和度
sensor.set_contrast(contrast)
sensor.set_brightness(brightness)
sensor.set_saturation(saturation)
while True:
# 显示摄像头输出图像至LCD
lcd.display(sensor.snapshot())
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。
当KEY0按键触发中断的时候，调整摄像头输出画面的对比度；当KEY1按键触发中断的时候，调整摄像头输出画面的亮度；当KEY2按键触发中断的时候，调整摄像头输出画面的饱和度。
27.4 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。接下来分别按下KEY0按键、KEY1按键和KEY2按键，可以看到LCD上显示的摄像头画面的对比度、亮度和饱和度发生了变化，分别如下图所示：
图27.4.1 摄像头输出画面对比度为-2
图27.4.2 摄像头输出画面对比度为2
图27.4.3 摄像头输出画面亮度为-2
图27.4.4 摄像头输出画面亮度为2
图27.4.5 摄像头输出画面饱和度为-2
图27.4.6 摄像头输出画面饱和度为2