とりあえずやってみる：So-netブログ

	ブログをはじめるログイン

2014年06月｜ 2014年07月｜2014年08月ブログトップ

ArduinoでCMOSカメラの画像を取得してみる　 [Arduino]

先日，ArduinoとCMOSカメラを接続して動かしてみたので，いよいよ画像を取得してみる．

というわけで，早速だがArduinoのスケッチを示そう．

ファイルは２つあって，ov7670.inoとov7670reg.hだ．
まずはov7670.ino

#include <Wire.h>
#include "ov7670reg.h"

// Pin
const int WEN   = 14; // PC0
const int RRST  = 15; // PC1
const int OE    = 16; // PC2
const int RCLK  = 17; // PC3
const int VSYNC =  2; // PD2 INT0
const int D0    =  8; // PB0
const int D1    =  9; // PB1
const int D2    = 10; // PB2
const int D3    = 11; // PB3
const int D4    =  4; // PD4
const int D5    =  5; // PD5
const int D6    =  6; // PD6
const int D7    =  7; // PD7

boolean isWriteEnable = false;


void setPinMode()
{
  pinMode(WEN,   OUTPUT);
  pinMode(RRST,  OUTPUT);
  pinMode(OE,    OUTPUT);
  pinMode(RCLK,  OUTPUT);
  pinMode(D0,    INPUT );
  pinMode(D1,    INPUT );
  pinMode(D2,    INPUT );
  pinMode(D3,    INPUT );
  pinMode(D4,    INPUT );
  pinMode(D5,    INPUT );
  pinMode(D6,    INPUT );
  pinMode(D7,    INPUT );

  attachInterrupt(0, setWriteEnable, FALLING);

  digitalWrite(WEN,  LOW);
  digitalWrite(RRST, HIGH);
  digitalWrite(OE,   HIGH);
  digitalWrite(RCLK, HIGH);
}

void setWriteEnable()
{
  if (isWriteEnable) {
    digitalWrite(WEN, HIGH);
    isWriteEnable = false;
  } else {
    digitalWrite(WEN, LOW);
  }
}

void initFifo()
{
  digitalWrite(RCLK, HIGH); digitalWrite(RRST, HIGH); digitalWrite(OE, HIGH);
  digitalWrite(RCLK, HIGH); digitalWrite(RRST, LOW ); digitalWrite(OE, HIGH);
  digitalWrite(RCLK, LOW ); digitalWrite(RRST, LOW ); digitalWrite(OE, HIGH);
  digitalWrite(RCLK, HIGH); digitalWrite(RRST, LOW ); digitalWrite(OE, HIGH);
  digitalWrite(RCLK, LOW ); digitalWrite(RRST, LOW ); digitalWrite(OE, HIGH);
  digitalWrite(RCLK, LOW ); digitalWrite(RRST, HIGH); digitalWrite(OE, HIGH);
  digitalWrite(RCLK, HIGH); digitalWrite(RRST, HIGH); digitalWrite(OE, HIGH);
  digitalWrite(RCLK, HIGH); digitalWrite(RRST, HIGH); digitalWrite(OE, LOW );
  digitalWrite(RCLK, LOW ); digitalWrite(RRST, HIGH); digitalWrite(OE, LOW );
  digitalWrite(RCLK, HIGH); digitalWrite(RRST, HIGH); digitalWrite(OE, LOW );
}

void readFifo()
{
  const int HSIZE = 160;
  const int VSIZE = 120;
  const int DATABYTE = 2;

  int d0, d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7;
  byte data;

  for (int v = 0; v < VSIZE; v++) {
    for (int h = 0; h < HSIZE; h++) {
      for (int d = 0; d < DATABYTE; d++) {
        digitalWrite(RCLK, HIGH);
        d0 = digitalRead(D0);
        d1 = digitalRead(D1);
        d2 = digitalRead(D2);
        d3 = digitalRead(D3);
        d4 = digitalRead(D4);
        d5 = digitalRead(D5);
        d6 = digitalRead(D6);
        d7 = digitalRead(D7);
        data = pinLevel2Byte(d0, 0)
          + pinLevel2Byte(d1, 1)
          + pinLevel2Byte(d2, 2)
          + pinLevel2Byte(d3, 3)
          + pinLevel2Byte(d4, 4)
          + pinLevel2Byte(d5, 5)
          + pinLevel2Byte(d6, 6)
          + pinLevel2Byte(d7, 7);
        digitalWrite(RCLK, LOW);

        char temp[3];
        snprintf(temp, sizeof(temp), "%02X", data);
        Serial.print(temp);
      }
    }
    Serial.println("");
  }

  // read end
  digitalWrite(RCLK, LOW ); digitalWrite(OE, HIGH);
  digitalWrite(RCLK, HIGH); digitalWrite(OE, HIGH);
}

byte pinLevel2Byte(int level, int shift)
{
  byte result = (level == HIGH) ? 1 : 0;
  return result << shift;
}

void writeRegister(int address, int data)
{
  const int I2C_WRITE_ADDR = 0x42;

  Wire.beginTransmission(I2C_WRITE_ADDR >> 1);
  Wire.write(address);
  Wire.write(data);
  Wire.endTransmission();
}

int readRegister(int address)
{
  const int I2C_READ_ADDR = 0x43;

  Wire.beginTransmission(I2C_READ_ADDR >> 1);
  Wire.write(address);
  Wire.endTransmission();

  Wire.requestFrom(I2C_READ_ADDR >> 1, 1);
  return Wire.read();
}

void resetCamera()
{
  writeRegister(0x12, 0x80);
  delay(200);
}

void initRegister()
{
  // QQVGA, RGB444
  writeRegister(REG_CLKRC,  0x80);
  writeRegister(REG_COM11,  0x0A);
  writeRegister(REG_TSLB,   0x04);
  writeRegister(REG_COM7,   0x04);
  writeRegister(REG_RGB444, 0x02);
  writeRegister(REG_COM15,  0xD0);
  writeRegister(REG_HSTART, 0x16);
  writeRegister(REG_HSTOP,  0x04);
  writeRegister(REG_HREF,   0x24);
  writeRegister(REG_VSTART, 0x02);
  writeRegister(REG_VSTOP,  0x7A);
  writeRegister(REG_VREF,   0x0A);
  writeRegister(REG_COM10,  0x02);
  writeRegister(REG_COM3,   0x04);
  writeRegister(REG_COM14,  0x1A);
  writeRegister(0x72,       0x22);
  writeRegister(0x73,       0xF2);

  // COLOR SETTING
  writeRegister(0x4F, 0x80);
  writeRegister(0x50, 0x80);
  writeRegister(0x51, 0x00);
  writeRegister(0x52, 0x22);
  writeRegister(0x53, 0x5E);
  writeRegister(0x54, 0x80);
  writeRegister(0x56, 0x40);
  writeRegister(0x58, 0x9E);
  writeRegister(0x59, 0x88);
  writeRegister(0x5A, 0x88);
  writeRegister(0x5B, 0x44);
  writeRegister(0x5C, 0x67);
  writeRegister(0x5D, 0x49);
  writeRegister(0x5E, 0x0E);
  writeRegister(0x69, 0x00);
  writeRegister(0x6A, 0x40);
  writeRegister(0x6B, 0x0A);
  writeRegister(0x6C, 0x0A);
  writeRegister(0x6D, 0x55);
  writeRegister(0x6E, 0x11);
  writeRegister(0x6F, 0x9F);

  writeRegister(0xB0, 0x84);
}

void printData(int address, int data)
{
  char temp[16];
  snprintf(temp, sizeof(temp), "addr=%02X data=%02X", address, data);
  Serial.println(temp);
}

void receiveCommand(char *buff)
{
  char c = '\0';
  while (c != '\r' ) {
    if (Serial.available() > 0) {
      c = Serial.read();
      Serial.print(c);
      *buff++ = c;
    }
  }
  *buff = '\0';
  Serial.println("");
}

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  Wire.begin(); 

  printMenu();

  setPinMode();
  resetCamera();
  initRegister();
}

void loop()
{
  int address  = 0;
  int data = 0;

  char buff[256];
  char *buff_ptr;
  char *cmd_ptr;
  char *arg1_ptr;
  char *arg2_ptr;
  const char DELIMITTER[] = " \t";

  Serial.print("> ");
  receiveCommand(buff);

  //  trim white space
  buff_ptr = buff;
  while ( (*buff_ptr == ' ') || (*buff_ptr == '\t') || (*buff_ptr == '\n') ) {
    buff_ptr++;
  }

  cmd_ptr = strtok(buff_ptr, DELIMITTER);

  switch (tolower(*cmd_ptr)) {
    case 'w':
      arg1_ptr = strtok(NULL, DELIMITTER);
      arg2_ptr = strtok(NULL, DELIMITTER);

      if ( (arg1_ptr != NULL) && (arg2_ptr != NULL) ) {
        address = hex2dec(arg1_ptr);
        data    = hex2dec(arg2_ptr);

        printData(address, data);
        writeRegister(address, data);

        delay(10);

      } else {
        Serial.println("Syntax Error");
      }

      break;
    case 'r':
      arg1_ptr = strtok(NULL, DELIMITTER);

      if (arg1_ptr != NULL) {
        address = hex2dec(arg1_ptr);
        data = readRegister(address);

        printData(address, data);

        delay(50);

      } else {
        Serial.println("Syntax Error");
      }
      break;

    case 'd':
      Serial.println("Dump");
      initFifo();
      readFifo();
      break;

    case 's':
      Serial.println("Start");
      isWriteEnable = true;
      break;

    case 'h':
      printHelp();
      break;

    default:
      Serial.println("Syntax Error");
      break;
  }

  Serial.println("");
}

void printMenu()
{
  Serial.println("------------------------------");
  Serial.println(" OV7670 Camera Debugger");
  Serial.println("------------------------------");
  Serial.println("");
}

void printHelp()
{
  Serial.println("WRITE :w [address] [data]");
  Serial.println("READ  :r [address]");
  Serial.println("START :s");
  Serial.println("DUMP  :d");
  Serial.println("HELP  :h");
}

int hex2dec(char *str)
{
  return strtol(str, NULL, 16);
}

次にov7670reg.h

#define REG_GAIN        0x00    /* Gain lower 8 bits (rest in vref) */
#define REG_BLUE        0x01    /* blue gain */
#define REG_RED         0x02    /* red gain */
#define REG_VREF        0x03    /* Pieces of GAIN, VSTART, VSTOP */
#define REG_COM1        0x04    /* Control 1 */
#define COM1_CCIR656    0x40    /* CCIR656 enable */
#define REG_BAVE        0x05    /* U/B Average level */
#define REG_GbAVE       0x06    /* Y/Gb Average level */
#define REG_AECHH       0x07    /* AEC MS 5 bits */
#define REG_RAVE        0x08    /* V/R Average level */
#define REG_COM2        0x09    /* Control 2 */
#define COM2_SSLEEP     0x10    /* Soft sleep mode */
#define REG_PID         0x0a    /* Product ID MSB */
#define REG_VER         0x0b    /* Product ID LSB */
#define REG_COM3        0x0c    /* Control 3 */
#define COM3_SWAP       0x40    /* Byte swap */
#define COM3_SCALEEN    0x08    /* Enable scaling */
#define COM3_DCWEN      0x04    /* Enable downsamp/crop/window */
#define REG_COM4        0x0d    /* Control 4 */
#define REG_COM5        0x0e    /* All "reserved" */
#define REG_COM6        0x0f    /* Control 6 */
#define REG_AECH        0x10    /* More bits of AEC value */
#define REG_CLKRC       0x11    /* Clocl control */
#define CLK_EXT         0x40    /* Use external clock directly */
#define CLK_SCALE       0x3f    /* Mask for internal clock scale */
#define REG_COM7        0x12    /* Control 7 */
#define COM7_RESET      0x80    /* Register reset */
#define COM7_FMT_MASK   0x38
#define COM7_FMT_VGA    0x00
#define COM7_FMT_CIF    0x20    /* CIF format */
#define COM7_FMT_QVGA   0x10    /* QVGA format */
#define COM7_FMT_QCIF   0x08    /* QCIF format */
#define COM7_RGB        0x04    /* bits 0 and 2 - RGB format */
#define COM7_YUV        0x00    /* YUV */
#define COM7_BAYER      0x01    /* Bayer format */
#define COM7_PBAYER     0x05    /* "Processed bayer" */
#define REG_COM8        0x13    /* Control 8 */
#define COM8_FASTAEC    0x80    /* Enable fast AGC/AEC */
#define COM8_AECSTEP    0x40    /* Unlimited AEC step size */
#define COM8_BFILT      0x20    /* Band filter enable */
#define COM8_AGC        0x04    /* Auto gain enable */
#define COM8_AWB        0x02    /* White balance enable */
#define COM8_AEC        0x01    /* Auto exposure enable */
#define REG_COM9        0x14    /* Control 9  - gain ceiling */
#define REG_COM10       0x15    /* Control 10 */
#define COM10_HSYNC     0x40    /* HSYNC instead of HREF */
#define COM10_PCLK_HB   0x20    /* Suppress PCLK on horiz blank */
#define COM10_HREF_REV  0x08    /* Reverse HREF */
#define COM10_VS_LEAD   0x04    /* VSYNC on clock leading edge */
#define COM10_VS_NEG    0x02    /* VSYNC negative */
#define COM10_HS_NEG    0x01    /* HSYNC negative */
#define REG_HSTART      0x17    /* Horiz start high bits */
#define REG_HSTOP       0x18    /* Horiz stop high bits */
#define REG_VSTART      0x19    /* Vert start high bits */
#define REG_VSTOP       0x1a    /* Vert stop high bits */
#define REG_PSHFT       0x1b    /* Pixel delay after HREF */
#define REG_MIDH        0x1c    /* Manuf. ID high */
#define REG_MIDL        0x1d    /* Manuf. ID low */
#define REG_MVFP        0x1e    /* Mirror / vflip */
#define MVFP_MIRROR     0x20    /* Mirror image */
#define MVFP_FLIP       0x10    /* Vertical flip */
#define REG_AEW         0x24    /* AGC upper limit */
#define REG_AEB         0x25    /* AGC lower limit */
#define REG_VPT         0x26    /* AGC/AEC fast mode op region */
#define REG_HSYST       0x30    /* HSYNC rising edge delay */
#define REG_HSYEN       0x31    /* HSYNC falling edge delay */
#define REG_HREF        0x32    /* HREF pieces */
#define REG_TSLB        0x3a    /* lots of stuff */
#define TSLB_YLAST      0x04    /* UYVY or VYUY - see com13 */
#define REG_COM11       0x3b    /* Control 11 */
#define COM11_NIGHT     0x80    /* NIght mode enable */
#define COM11_NMFR      0x60    /* Two bit NM frame rate */
#define COM11_HZAUTO    0x10    /* Auto detect 50/60 Hz */
#define COM11_50HZ      0x08    /* Manual 50Hz select */
#define COM11_EXP       0x02
#define REG_COM12       0x3c    /* Control 12 */
#define COM12_HREF      0x80    /* HREF always */
#define REG_COM13       0x3d    /* Control 13 */
#define COM13_GAMMA     0x80    /* Gamma enable */
#define COM13_UVSAT     0x40    /* UV saturation auto adjustment */
#define COM13_UVSWAP    0x01    /* V before U - w/TSLB */
#define REG_COM14       0x3e    /* Control 14 */
#define COM14_DCWEN     0x10    /* DCW/PCLK-scale enable */
#define REG_EDGE        0x3f    /* Edge enhancement factor */
#define REG_COM15       0x40    /* Control 15 */
#define COM15_R10F0     0x00    /* Data range 10 to F0 */
#define COM15_R01FE     0x80    /*            01 to FE */
#define COM15_R00FF     0xc0    /*            00 to FF */
#define COM15_RGB565    0x10    /* RGB565 output */
#define COM15_RGB555    0x30    /* RGB555 output */
#define REG_COM16       0x41    /* Control 16 */
#define COM16_AWBGAIN   0x08    /* AWB gain enable */
#define REG_COM17       0x42    /* Control 17 */
#define COM17_AECWIN    0xc0    /* AEC window - must match COM4 */
#define COM17_CBAR      0x08    /* DSP Color bar */
#define REG_CMATRIX_BASE 0x4f
#define CMATRIX_LEN 6
#define REG_CMATRIX_SIGN 0x58
#define REG_BRIGHT      0x55    /* Brightness */
#define REG_CONTRAS     0x56    /* Contrast control */
#define REG_GFIX        0x69    /* Fix gain control */
#define REG_REG76       0x76    /* OV's name */
#define R76_BLKPCOR     0x80    /* Black pixel correction enable */
#define R76_WHTPCOR     0x40    /* White pixel correction enable */
#define REG_RGB444      0x8c    /* RGB 444 control */
#define R444_ENABLE     0x02    /* Turn on RGB444, overrides 5x5 */
#define R444_RGBX       0x01    /* Empty nibble at end */
#define REG_HAECC1      0x9f    /* Hist AEC/AGC control 1 */
#define REG_HAECC2      0xa0    /* Hist AEC/AGC control 2 */
#define REG_BD50MAX     0xa5    /* 50hz banding step limit */
#define REG_HAECC3      0xa6    /* Hist AEC/AGC control 3 */
#define REG_HAECC4      0xa7    /* Hist AEC/AGC control 4 */
#define REG_HAECC5      0xa8    /* Hist AEC/AGC control 5 */
#define REG_HAECC6      0xa9    /* Hist AEC/AGC control 6 */
#define REG_HAECC7      0xaa    /* Hist AEC/AGC control 7 */
#define REG_BD60MAX     0xab    /* 60hz banding step limit */

これをArduinoに書き込めばOK．

いろいろwebで調べて，とりあえずQQVGAのRGB444で画像取得する例がいくつか見つかったので，それで試してる．

使い方は，シリアルモニタを開いて，
sを入力すると撮影，dで画像データのダンプが行われる．hで簡単なヘルプ（というほどのものでもないが）が表示される．なので，まぁスケッチを見ながらいろいろ試してみてくださいな．

画像データは，QQVGAのRGB444で動かしているので，ダンプすると160x120=19200画素のデータが，1画素あたり2バイト出力される．なので，トータルとしては38400バイトになる．
データの並びは，xBGRで出力される．なお，160画素ごとに改行を入れて出力される．改行を除去すると，１バイトあたり２文字でダンプされるので，結果として，76800文字のデータが得られることになる．

さて，データだけあってもつまらないので，Processingで画像を表示してみる．
Processingのコードは，こんな感じ．

int width = 160;
int height = 120;
String[] pixeldata;

void setup() {
  frameRate(1);
  size(width, height);
  noStroke();
  pixeldata = loadStrings("captureData.txt");
}

void draw() {
  for (int i = 0; i < width * height; i++) {
    int x = i % width;
    int y = i / width;

    fill(
    unhex(String.valueOf(pixeldata[0].charAt(4*i+3))) *16, 
    unhex(String.valueOf(pixeldata[0].charAt(4*i+2))) *16, 
    unhex(String.valueOf(pixeldata[0].charAt(4*i+1))) *16
      );    

    rect(x, y, 1, 1);
  }
}

ダンプしたデータは，captureData.txtとしてProcessingのコードと同じディレクトリに保存してくださいな．

で，表示されるサンプル画像はこんな感じ．

ま，QQVGなのと，RGB各色4ビットしかないので，画質はそれなりですな．
あと，水平方向の位相がちょっとずれてるようなのと，電源投入一発目の画像がおかしいことがあるんだけど．．．

ま，お試しあれ．

参考サイト
いっぱいあって，いっぱい参考にした．特に以下の２つを参考にしたけど，ほかにもGoogleでov7670で検索してヒットするサイトは軒並みチェックした．先人に感謝．
トラ技頒布カメラB(OV7670 FIFO AL422B)の動作確認 | mbed
HR2_blog: mbedでトラ技3月号の頒布カメラBを使う

2014.12.15追記
サンプル画像の元データ（captureData.txt）はこんな感じ．captureData.txt.zip.jpg
So-netのブログはテキストファイルのアップロードができないので，ZIP圧縮して，拡張子に.jpgをつけて無理矢理アップロードしてる．なので，ダウンロードしたら.jpgを消してZIPファイルとして展開してくださいな．

タグ：QQVGA RGB444 Arduino ov7670

2014-07-20 11:42 nice!(1) トラックバック(0)
共通テーマ：日記・雑感

SyntaxHighlighterを使ってみる　 [雑記]

ソースコードをみやすくするために，SyntaxHighlighterを使ってみる．

#include <iostream>
 
int main()
{
    std::cout << "Hello, world!" << std::endl;
}

こんな感じ．

参考サイト
ブログでソースコードを読みやすく表示する―シンタックスハイライターSyntaxHighlighter：ウェブノート：So-netブログ
blog でコードのシンタックスハイライトする方法：出遅れエンジニアの備忘録：So-netブログ

タグ：SyntaxHighlighter

2014-07-12 21:48 nice!(0) トラックバック(0)
共通テーマ：日記・雑感

2014年06月｜2014年07月｜2014年08月ブログトップ

日	月	火	水	木	金	土
		1	2	3	4	5
6	7	8	9	10	11	12
13	14	15	16	17	18	19
20	21	22	23	24	25	26
27	28	29	30	31

RSS1.0 | RSS2.0

とりあえずやってみる

ArduinoでCMOSカメラの画像を取得してみる　 [Arduino]

SyntaxHighlighterを使ってみる　 [雑記]

s15silvia さん

s15silvia さんの記事をnice!と思った人 (全10人)

カレンダー

月別表示

最新記事一覧

マイカテゴリー

s15silvia さんがnice!と思った記事

s15silvia さんがコメントした記事

最近のコメント

最近トラックバックされた記事

読んでいるブログ(RSS)

検索ボックス

とりあえずやってみる

ArduinoでCMOSカメラの画像を取得してみる [Arduino]

SyntaxHighlighterを使ってみる [雑記]

s15silvia さん

s15silvia さんの記事をnice!と思った人 (全10人)

カレンダー

月別表示

最新記事一覧

マイカテゴリー

s15silvia さんがnice!と思った記事

s15silvia さんがコメントした記事

最近のコメント

最近トラックバックされた記事

読んでいるブログ(RSS)

検索ボックス

ArduinoでCMOSカメラの画像を取得してみる　 [Arduino]

SyntaxHighlighterを使ってみる　 [雑記]