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v4l2-ctl を使ってUSB Web カメラの情報を表示する

v4l2-ctl というツールを使うとLinuxマシンに接続したUSB Webカメラの持つ情報(例えば対応する解像度とか)を取得することができる。

が、頭おかしいぐらいオプションがある。

デフォルトで以下だが、 --help-all を付けたら A4 10ページ分ぐらいのオプションが表示されてあばばってなるので注意。

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$ v4l2-ctl

General/Common options:
  --all              display all information available
  -C, --get-ctrl=<ctrl>[,<ctrl>...]
                     get the value of the controls [VIDIOC_G_EXT_CTRLS]
  -c, --set-ctrl=<ctrl>=<val>[,<ctrl>=<val>...]
                     set the value of the controls [VIDIOC_S_EXT_CTRLS]
  -D, --info         show driver info [VIDIOC_QUERYCAP]
  -d, --device=<dev> use device <dev> instead of /dev/video0
                     if <dev> starts with a digit, then /dev/video<dev> is used
  -e, --out-device=<dev> use device <dev> for output streams instead of the
                     default device as set with --device
                     if <dev> starts with a digit, then /dev/video<dev> is used
  -h, --help         display this help message
  --help-all         all options
  --help-io          input/output options
  --help-misc        miscellaneous options
  --help-overlay     overlay format options
  --help-sdr         SDR format options
  --help-selection   crop/selection options
  --help-stds        standards and other video timings options
  --help-streaming   streaming options
  --help-tuner       tuner/modulator options
  --help-vbi         VBI format options
  --help-vidcap      video capture format options
  --help-vidout      vidout output format options
  --help-edid        edid handling options
  -k, --concise      be more concise if possible.
  -l, --list-ctrls   display all controls and their values [VIDIOC_QUERYCTRL]
  -L, --list-ctrls-menus
                     display all controls and their menus [VIDIOC_QUERYMENU]
  -r, --subset=<ctrl>[,<offset>,<size>]+
                     the subset of the N-dimensional array to get/set for control <ctrl>,
                     for every dimension an (<offset>, <size>) tuple is given.
  -w, --wrapper      use the libv4l2 wrapper library.
  --list-devices     list all v4l devices
  --log-status       log the board status in the kernel log [VIDIOC_LOG_STATUS]
  --get-priority     query the current access priority [VIDIOC_G_PRIORITY]
  --set-priority=<prio>
                     set the new access priority [VIDIOC_S_PRIORITY]
                     <prio> is 1 (background), 2 (interactive) or 3 (record)
  --silent           only set the result code, do not print any messages
  --sleep=<secs>     sleep <secs>, call QUERYCAP and close the file handle
  --verbose          turn on verbose ioctl status reporting

いくつか使いそうなのを列挙する。

カメラの対応する解像度の一覧

以下のコマンドでカメラの対応解像度一覧が表示される。
たいていの場合、YUYV と MJPG の2つがあるはず。
fpsが違う点に注意。
なんでフルHDで30fps出ないんだ!カメラのスペック上は出るって書いてるぞ!とか思ってたら YUYV だった、というケースはありがち。

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$ v4l2-ctl --list-formats-ext
ioctl: VIDIOC_ENUM_FMT
        Index       : 0
        Type        : Video Capture
        Pixel Format: 'YUYV'
        Name        : YUYV 4:2:2
                Size: Discrete 640x480
                        Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
                Size: Discrete 160x120
                        Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
                Size: Discrete 176x144
                        Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
                Size: Discrete 320x240
                        Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
                Size: Discrete 352x288
                        Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
                Size: Discrete 800x600
                        Interval: Discrete 0.067s (15.000 fps)
                Size: Discrete 1280x720
                        Interval: Discrete 0.083s (12.000 fps)
                Size: Discrete 1600x1200
                        Interval: Discrete 0.200s (5.000 fps)
                Size: Discrete 1920x1080
                        Interval: Discrete 0.200s (5.000 fps)
                Size: Discrete 2048x1536
                        Interval: Discrete 0.500s (2.000 fps)
                Size: Discrete 2592x1944
                        Interval: Discrete 0.500s (2.000 fps)

        Index       : 1
        Type        : Video Capture
        Pixel Format: 'MJPG' (compressed)
        Name        : Motion-JPEG
                Size: Discrete 640x480
                        Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
                Size: Discrete 160x120
                        Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
                Size: Discrete 176x144
                        Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
                Size: Discrete 320x240
                        Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
                Size: Discrete 352x288
                        Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
                Size: Discrete 800x600
                        Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
                Size: Discrete 1280x720
                        Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
                Size: Discrete 1600x1200
                        Interval: Discrete 0.067s (15.000 fps)
                Size: Discrete 1920x1080
                        Interval: Discrete 0.067s (15.000 fps)
                Size: Discrete 2048x1536
                        Interval: Discrete 0.067s (15.000 fps)
                Size: Discrete 2592x1944
                        Interval: Discrete 0.067s (15.000 fps)
                        Interval: Discrete 0.100s (10.000 fps)
                        Interval: Discrete 0.200s (5.000 fps)

ちなみに、USBカメラを2台とかつけてる場合は、 -d /dev/video2 とか デバイスを指定してあげる必要がある。
デフォルトは /dev/video0 。

カメラの現在の設定値情報一覧(輝度とかホワイトバランスとかの情報)

以下のコマンドでそのカメラに今設定されている露出やホワイトバランス、輝度などの設定値を取得できる。

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$ v4l2-ctl --all
nfo (not using libv4l2):
        Driver name   : uvcvideo
        Card type     : USB Camera: USB Camera
        Bus info      : usb-0000:00:14.0-4
        Driver version: 5.4.114
        Capabilities  : 0x84A00001
                Video Capture
                Metadata Capture
                Streaming
                Extended Pix Format
                Device Capabilities
        Device Caps   : 0x04200001
                Video Capture
                Streaming
                Extended Pix Format
Priority: 2
Video input : 0 (Camera 1: ok)
Format Video Capture:
        Width/Height      : 640/480
        Pixel Format      : 'YUYV'
        Field             : None
        Bytes per Line    : 1280
        Size Image        : 614400
        Colorspace        : sRGB
        Transfer Function : Default (maps to sRGB)
        YCbCr/HSV Encoding: Default (maps to ITU-R 601)
        Quantization      : Default (maps to Limited Range)
        Flags             :
Crop Capability Video Capture:
        Bounds      : Left 0, Top 0, Width 640, Height 480
        Default     : Left 0, Top 0, Width 640, Height 480
        Pixel Aspect: 1/1
Selection: crop_default, Left 0, Top 0, Width 640, Height 480
Selection: crop_bounds, Left 0, Top 0, Width 640, Height 480
Streaming Parameters Video Capture:
        Capabilities     : timeperframe
        Frames per second: 30.000 (30/1)
        Read buffers     : 0
                     brightness 0x00980900 (int)    : min=-64 max=64 step=1 default=20 value=20
                       contrast 0x00980901 (int)    : min=0 max=100 step=1 default=32 value=32
                     saturation 0x00980902 (int)    : min=0 max=100 step=1 default=60 value=60
                            hue 0x00980903 (int)    : min=-180 max=180 step=1 default=5 value=5
 white_balance_temperature_auto 0x0098090c (bool)   : default=1 value=1
                           gain 0x00980913 (int)    : min=0 max=128 step=1 default=64 value=64
           power_line_frequency 0x00980918 (menu)   : min=0 max=2 default=1 value=1
      white_balance_temperature 0x0098091a (int)    : min=2800 max=6500 step=10 default=4600 value=4600 flags=inactive
                      sharpness 0x0098091b (int)    : min=0 max=100 step=1 default=50 value=50
         backlight_compensation 0x0098091c (int)    : min=0 max=1 step=1 default=0 value=0
                  exposure_auto 0x009a0901 (menu)   : min=0 max=3 default=3 value=3
              exposure_absolute 0x009a0902 (int)    : min=50 max=10000 step=1 default=166 value=274 flags=inactive
         exposure_auto_priority 0x009a0903 (bool)   : default=0 value=0
                 focus_absolute 0x009a090a (int)    : min=0 max=255 step=0 default=0 value=0 flags=inactive
                     focus_auto 0x009a090c (bool)   : default=1 value=1

以上。