PythonでWebカメラ画像の表示（Dockerコンテナ起動し、Terminalから実行）

解説

Dockerコンテナを起動し、起動したコンテナ上にいるTerminalからPythonプログラムを実行するときの、Webカメラ画像を表示する方法についてまとめます。
（JupyterLabサーバーをDockerコンテナを起動することで起動し、JupyterLab上のPythonプログラミングにおいて、Webカメラ画像を表示する方法は、「PythonでWebカメラ画像の表示（Dockerコンテナ起動し、JupyterLabから実行）」にあります。）

画像ファイルを表示する方法は様々ありますが、以下の方法についてまとめます。

• OpenCVを用いて画像ファイルを読み込み、画像表示をする方法

機械学習開発用のコンテナの起動

「Dockerコンテナを実行してJupyterLabにアクセス」に従い、コンテナ起動スクリプトファイルを作成します。

「コンテナ上にいるTerminalから画像表示用のウィンドウを表示」できるようにするために、スクリプトファイルのコンテナ起動コマンドのオプションに以下を追加します。

--env DISPLAY=$DISPLAY

Webカメラにアクセスできるようにするために、スクリプトファイルのコンテナ起動コマンドのオプションに以下を追加します。

--device /dev/video0

コンテナ起動スクリプトファイルの内容としては以下のようにします。
sudo docker run -it \ --rm \ --runtime nvidia \ --network host \ --volume ~/work:/work \ 　　　　　　　　--env DISPLAY=$DISPLAY \ --device /dev/video0 \ nvcr.io/nvidia/l4t-ml:r35.2.1-py3

Jetson に Webカメラを接続します。

「コンテナ上にいるTerminalから画像表示用のウィンドウを表示」できるようにするために、コンテナを起動する前に以下のコマンドを実行します。（ローカルホストからのXサーバーへのアクセスを許可します。）

xhost +local:

以下のコマンドを実行し、「L4T ML」コンテナを起動します。

./docker_ml_run.sh

以降の操作は、起動したコンテナ上にいるTerminalで行ないます。

備考１）
コンテナ起動コマンドのオプションに「--env DISPLAY=$DISPLAY」を追加しなかった場合、もしくは、コンテナ起動前に、「xhost +local:」を実行しなかった場合は、コンテナ上にいるTerminalからPythonプログラムを実行した際に、以下のようなメッセージが表示され、画像表示用のウィンドウが表示されません。
Unable to init server: Could not connect: Connection refused Traceback (most recent call last): File "showimage_cv2.py", line 7, in <module> cv2.imshow('Title you want', image) cv2.error: OpenCV(4.5.0) /opt/opencv/modules/highgui/src/window_gtk.cpp:624: error: (-2:Unspecified error) Can't initialize GTK backend in function 'cvInitSystem'

備考２）
「--device /dev/video0」を指定し、Webカメラを接続せずに、コンテナを起動すると、以下のようなエラーメッセージが表示され、コンテナ起動に失敗します。
docker: Error response from daemon: error gathering device information while adding custom device "/dev/video0": no such file or directory.

OpenCVを用いて画像ファイルを読み込み、画像表示をする方法

１フレームのカメラ画像を取得し表示

showcameraimage_cv2.py
import cv2 import sys # キャプチャオブジェクトの取得 cap = cv2.VideoCapture(0) if( not cap.isOpened() ): print('Cannot open camera.') sys.exit() # 解像度の指定 # （指定した解像度が利用できない場合、 # 　利用可能な最も近い解像度が設定される） cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 320) cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 240) # フレームの取得 ret, frame = cap.read() if( not ret ): print('Failed to read frame.') elif( frame is None ): print('Frame is None.') else: # 表示 cv2.imshow('Title you want', frame) # キャプチャオブジェクトの解放 cap.release() # キー入力待ち cv2.waitKey()

以下のコマンドを実行し、プログラムを実行します。
python3 showcameraimage_cv2.py

実行結果例


Webカメラからのフレームの取得結果のframeオブジェクトのデータ型は、
numpy.ndarray
でした。（「print(type(frame))」にて確認）

カメラ画像を断続的に取得し表示

showcameravideo_cv2.py
import cv2 import sys NAME_OF_WINDOW = 'Title you want' # キャプチャオブジェクトの取得 cap = cv2.VideoCapture(0) if( not cap.isOpened() ): print('Cannot open camera.') sys.exit() # 解像度の指定 # （指定した解像度が利用できない場合、 # 　利用可能な最も近い解像度が設定される） cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 320) cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 240) while( True ): # フレームの取得 ret, frame = cap.read() if( not ret ): print('failed to read frame.') break elif( frame is None ): print('frame is None.') break # 表示 cv2.imshow(NAME_OF_WINDOW, frame) # 処理待ち時間、兼、ESCキー入力で終了 if( 27 == cv2.waitKey(1) ): # 待ち時間の単位はミリ秒 break # 画像表示用ウインドウが閉じられたら終了 if( 0 > cv2.getWindowProperty(NAME_OF_WINDOW, cv2.WND_PROP_AUTOSIZE) ): break # キャプチャオブジェクトの解放 cap.release()

以下のコマンドを実行し、プログラムを実行します。
python3 showcameravideo_cv2.py

「Esc」キーを押下するか、画像表示用ウィンドウを閉じると、プログラムは終了します。

コンテナの終了

コンテナを終了するには、起動したコンテナ上にいるTerminalで「exit」と入力します。

コンテナを終了したら以下のコマンドを実行します。（ローカルホストからのXサーバーへのアクセス許可を解除します。）

xhost -local: