カメラを買ってみた

携帯のカメラが壊れたのでデジカメを買ってみました．

いろいろ設定を変えて撮ったり画像処理で調整したりして遊んでいますが，

同じ景色でも肉眼で見るのとは違う印象になっていて，おもしろいです．

意外と星が撮れることに特に驚いています．

Springer Exemplar

最近，英語で文章書くときに Springer Exemplar というサービスを使ってます．

このサービスは学術系の本でよく見る Springer 社の無料サービスで
指定した単語，または節が使われている例文を，同社が出版してる文献から検索して
列挙してくれるサービスです．

実は一時期似たようなのを自分で作って使っていたのですが，やっぱり大手が作ると
元のデータの量が多くて良いです．

気になった点は

• 結果のソート順の基準がよくわからない．
• 遅い

といったところですね．
あと，検索した後に左の方に分野・国ごとのヒット数がでているようですが，こちらも興味深いです．やっぱり日本人は良く "on the other hand" って使うんですね．

プレゼンテーション・ディレクターの設定

「プレゼンテーション・ディレクター」はThinkpad についているソフトで
プレゼンテーション用のディスプレイ設定（スクリーンセーバーオフとか通知機能オフとか）と
通常の設定をワンタッチで切り替えられる，そこそこ便利なソフトです．

ですが，このソフトには致命的な不具合があって僕が使ってるThinkpadの画面解像度1440x900をサポートしていません．
正直言って添付ソフトでこれはマズイような気もしますが，とりあえずの対処法を見つけたのでメモしておきます．

1. 「メニューの設定」を開き，オプションボタンを押す
2. 「スキームのエクスポート」で設定をエクスポートする
3. テキストエディタでエクスポートしたファイルを開き，
   Width=1024
   Height=768
   の行を
   Width=1440
   Height=900
   とか書き換えて保存する
4. 編集したファイルを「スキームのインポート」でインポートする

これで一通り使えるようになりますが，「通常のディスプレイ設定」の項目だけはこの方法を使っても修正できません．早いうちにアップデートで修正されるといいのですが・・・

論理インデックス

最近「論理インデックス(logical indexing)」というMATLABの便利機能に気づきました．
こんなふうに使います．

>> a=[1,2,3,4]
a =
    1 2 3 4
>> a(a>2)
ans =
    3 4
>>

配列のある条件を満たす部分だけ抽出する時に便利です．
通常のインデックス a(find(a>2))とかよりも高速に処理されるらしいです．

TeXclip を更新

この記事の情報は古いです．
TeXclipで作成した数式の再編集については

• 新しい記事

を参照してください．

mov(H.264)形式の動画をPowerPointに挿入する方法

PowerPointでスライドに挿入できる（ことになっている）動画は，大雑把には

• AVI
• WMV
• MPEG1/2

の３種類です．今実験機の撮影に使っているカメラで得られる動画はmov形式(QuickTime)なので，プレゼンで使うPowerPointに挿入するためには変換が必要になります．
簡単なことかと思いきや，意外と苦労しているのでメモを残しておきます．プレゼンでは自分のじゃないマシンで発表しないといけなくなったりすることも多いので，特殊なコーデックの追加とかは試していません．
ちなみに環境はWindows Vista / Powerpoint 2007． 動画はCasio EX-F1でSTD画質(640x480,30fps)で撮影したH.264 mov形式のファイルです．

QuickTime Pro 単体ではうまくいかなかった

一番素直な解はQuickTime Pro を購入して.movファイルを.aviに変換することだと思われるので，とりあえずやってみました．PowerPointに挿入するところまではうまくいったのですが，クリックすると動画が黒くなって再生されません．無圧縮のAVIでは再生まで可能ですが，ファイルサイズが大き過ぎる上に，再生時のディスクアクセスによるコマ落ちが激しく，実用には耐えません．

Windows Media エンコーダを併用すると一応OK

QuickTime Pro を使って一旦無圧縮のAVIを作成した後で，Windows Media エンコーダを併用すると，PowerPointに挿入可能な高画質なwmvファイルを作成できます．画質にこだわらなければ，aviからの変換にWindowsムービーメーカーを使うこともできます．この方法は作業が二段階になる上に有償のQuickTime Proが必要です．研究室の学生全員に使ってもらうにはちょっと面倒すぎる気がします．

Mp4cam2aviではH.264動画を無圧縮aviにすることはできない

mov形式のファイルを無圧縮aviにできそうなフリーソフトとしてMp4cam2aviがあげられますが，今のところH.264の動画のデコードには対応していないようです．

FFmpegでの結果

FFmpegを使うと動画の多彩な変換が可能ですが，PowerPointへの挿入はなかなかうまくいきません．結果を以下の表にまとめます．ちなみに，いずれの形式に変換したときもWindows Media Playerでの再生はできています．

コマンドライン	結果
$ ffmpeg -i test.mov \   -vcodec wmv1 test.avi	プレビューは正常 再生で暗転
$ ffmpeg -i test.mov \ -vcodec wmv2 test.avi	プレビューは正常 再生で暗転
$ ffmpeg -i test.mov \ -vcodec msmpeg4 test.wmv	挿入時から黒いまま
$ ffmpeg -i test.mov \ -vcodec msmpeg4v2 test.wmv	挿入時から黒いまま
$ ffmpeg -i test.mov \   -vcodec wmv1 test.wmv	挿入時から黒いまま
$ ffmpeg -i test.mov \   -vcodec wmv2 test.wmv	挿入時から黒いまま
$ ffmpeg -i test.mov test.mpeg	正常
$ ffmpeg -i test.mov test.m2v	正常(音声無し)

実質的にはmpegの一択ということになります．デフォルトではビットレートが低く(200kbps)画質が実用に耐えないので
$ ffmpeg –i test.mov –b 8192k test.mpeg
という感じでしょうか．

まとめ

色々やってみましたが，

• ベストを尽くすなら
  1. QuickTime Pro で無圧縮AVIに変換
  （試してないですが，ffmpegでも同等の変換ができるはず？）
  2. Windows Media エンコーダでwmvに変換
  の２段階
• そこそこでいいなら
  $ ffmpeg –i test.mov –b 8192k test.mpeg

という結論に達しました．あまり高画質な動画を作ってもプレゼンでの効果以上にマシンの要求スペックが上がりそうで怖いですし，ffmpegの変換サーバーを立てて，みんなで使うのが研究室レベルでは正解な気がします．
他にいい方法があればご教授いただければ幸いです．

Arduinoで簡易オシロスコープ

2013/4/22 ライセンスを修正BSDライセンスとしました
Arduinoで簡単に使える簡易オシロスコープもどきを作ってみました．ちょっとした実験にはなかなか便利なので公開しておきます．

スクリーンショット

全体図

マウスで周波数などの読み取りも可能

操作法

• [↑][↓] 時間軸の変更
• [space] データ取得の停止/再開
• [s] データをcsv形式で保存
• [マウス操作] 値の読み取り・ドラッグで周波数読み取り

インストール

• 下記のソースの末尾・Arduino用のプログラムの部分をArduinoに書き込んでおく．
• 下記のソースをProcessingにコピーし，シリアルポートの設定とフォントの生成/設定を行う．
• 実行してみる

ソース

// ArduinoScope v1.0.0
// 
// Note:
//  1. please confirm serial port setting
//  2. prepare font
//  3. Arduino code is attached at the end of this code

// Copyright (c) 2009-2013 I. Maruta <ichiro.maruta@gmail.com>
// All rights reserved.
//
// Redistribution and use in source and binary forms, with or without
// modification, are permitted provided that the following conditions
// are met:
// 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
//    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
// 2. Neither the name of the author nor the names of its contributors
//    may be used to endorse or promote products derived from this software
//    without specific prior written permission.
//
// THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
// ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
// IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
// ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
// FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
// DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
// OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
// HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
// LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
// OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
// SUCH DAMAGE.

 

import processing.serial.*;

Serial ArduinoPort;  // Create object from Serial class

int NumOfScopes,NumOfInput=2;
int data_span=10000;
Strage dfs = new Strage();
Scope[] sp;

int fontsize=16;
PFont myFont;

void setup() 
{
  // Serial Port 
  println(Serial.list());
  String portName = Serial.list()[0]; // TODO: automatic detection?
  ArduinoPort = new Serial(this, portName, 38400);
  ArduinoPort.bufferUntil(10);

  // Screen
  size(800, 600);
  NumOfScopes=2;
  sp = new Scope[NumOfScopes];
  sp[0]= new Scope(0,50,10,width-100,height/2-35,512,-512,1000);
  sp[1]= new Scope(1,50,height/2+15,width-100,height/2-35,1024,0,1000);

  myFont = loadFont("Dotum-16.vlw");
  textFont(myFont,fontsize);
}

class Scope{
  int input_id;    // corresponding input
  int posx,posy;   // screen position of the scope
  int sizex,sizey; // pixel size of the scope
  float yu,yl;     // range of y is [yl,yu]
  int tspan;       //
  int ngx,ngy; // number of grids
  float maxposx,maxposy,minposx,minposy,maxx,minx,maxy,miny;

  Scope(int did,int px,int py,int sx,int sy,float syu,float syl,int ts){
    input_id=did;
    posx=px; 
    posy=py;
    sizex=sx; 
    sizey=sy;
    yu=syu; 
    yl=syl;
    tspan=ts;
    ngx=10; 
    ngy=4;
  }

  void grid(){
    pushStyle();
    fill(255,196);
    stroke(0,0,150);
    for(float gx=sizex; gx>=0; gx-= (float)sizex/ngx){
      line(posx+gx,posy,posx+gx,posy+sizey);
      textAlign(CENTER,TOP);
      text((int)map(gx,sizex,0,0,-tspan),posx+gx,posy+sizey+2);    
    }
    for(float gy=sizey; gy>=0; gy-= (float)sizey/ngy){
      line(posx,posy+gy,posx+sizex,posy+gy);
      textAlign(RIGHT,CENTER);
      text((int)map(gy,0,sizey,yu,yl),posx,posy+gy);    
    }
    popStyle(); 
  }

  int curx,cury;

  // draw cursor
  void cur()
  {
    // return if mouse cursor is not in this scope
    if(constrain(mouseX,posx,posx+sizex)!=mouseX 
      || constrain(mouseY,posy,posy+sizey)!=mouseY) return;

    pushStyle();

    // draw cross cursor
    stroke(255,0,0,196);
    fill(255,0,0,196);
    line(mouseX,posy,mouseX,posy+sizey);
    line(posx,mouseY,posx+sizex,mouseY);

    // draw measure if mouse is dragged
    if(mousePressed){
      line(curx,posy,curx,posy+sizey);
      line(posx,cury,posx+sizex,cury);
      textAlign(RIGHT,BOTTOM);
      text((int)map(curx,posx,posx+sizex,-tspan,0)+"ms, "+(int)map(cury,posy,posy+sizey,yu,yl),curx,cury);
      textAlign(LEFT,TOP); 
      text("("+nfp((int)map(mouseX-curx,0,sizex,0,tspan),1)+"ms, "+nfp((int)map(mouseY-cury,0,sizey,0,-(yu-yl)),1)+")\n"+nf(1000/map(mouseX-curx,0,sizex,0,tspan),1,2)+"Hz\n"+nf(TWO_PI*1000/map(mouseX-curx,0,sizex,0,tspan),1,2)+"rad/sec",mouseX,mouseY+2);
    }
    else{
      curx=mouseX;
      cury=mouseY;
      textAlign(RIGHT,BOTTOM);
      text((int)map(curx,posx,posx+sizex,-tspan,0)+"ms, "+(int)map(cury,posy,posy+sizey,yu,yl),curx,cury);
    }
    popStyle();
  }

  // draw min&max tick
  void minmax(){
    pushStyle();
    fill(255,128);
    stroke(0,0,100);
    textAlign(RIGHT,CENTER);
    line(posx,maxposy,posx+sizex,maxposy);
    text((int)maxy,posx,maxposy); 
    line(posx,minposy,posx+sizex,minposy);
    text((int)miny,posx,minposy); 
    textAlign(LEFT,CENTER);
    textAlign(CENTER,TOP);
    text("max",maxposx,maxposy); 
    textAlign(CENTER,BOTTOM);
    text("min",minposx,minposy+20); 
    popStyle();
  }

  // draw scope
  void Plot(){
    float sx,sy,ex,ey;
    int nof=0;
    DataFrame df_last = dfs.get(0);

    maxy=-1e10; // -inf
    miny=1e10;  // +inf

    // draw background (for transparency)
    pushStyle();
    noStroke();
    fill(0,0,64,64);
    rect(posx,posy,sizex,sizey);
    popStyle();

    // draw data plot
    pushStyle();
    stroke(0,255,0);
    smooth();
    strokeWeight(1);
    for(int idx=0;(dfs.get(idx).t>max(df_last.t-tspan,0)) && -idx<data_span;idx--){
      DataFrame df_new=dfs.get(idx);
      DataFrame df_old=dfs.get(idx-1);
      sx=(float) map(df_new.t, df_last.t, df_last.t - tspan, posx+sizex,posx);
      ex=(float) map(df_old.t, df_last.t, df_last.t - tspan, posx+sizex,posx);
      sy=(float) map((float)df_new.v[input_id],(float) yu,(float) yl,(float) posy,(float) posy+sizey );
      ey=(float) map((float)df_old.v[input_id],(float) yu,(float) yl,(float) posy,(float) posy+sizey );
      if(ex<posx){
        ey+=(sy-ey)*(posx-ex)/(sx-ex);
        ex=posx;
      }
      line(sx,sy,ex,ey);
      maxy=max(maxy,df_new.v[input_id]);
      if(maxy==df_new.v[input_id]){
        maxposx=sx;
        maxposy=sy;
      }
      miny=min(miny,df_new.v[input_id]);
      if(miny==df_new.v[input_id]){
        minposx=sx;
        minposy=sy;
      }
      nof++;
    }
    popStyle();

    //    minmax();    

    // draw current value of input
    pushStyle();
    textAlign(LEFT,CENTER);
    stroke(0,0,64);
    fill(0,255,0,196);
    text(df_last.v[input_id],posx+sizex,map(df_last.v[input_id], yu, yl, posy, posy+sizey ));
    popStyle();   

    grid();
    cur();    
  }
}

void draw() 
{ 
  background(0);

  for(int i=0;i<NumOfScopes;i++){
    sp[i].Plot();
  }
}

// input data buffer class
// (now using ring buffer)
class Strage{
  int cur;
  DataFrame[] DataFrames;

  Strage(){
    cur=0;
    DataFrames=new DataFrame[data_span];
    for(int idx=0;idx<data_span;idx++){
      int ret_v[] = new int[NumOfInput];
      DataFrames[idx] = new DataFrame(0,ret_v);
    }
  }

  void push(DataFrame d){
    cur = ((cur+1) %data_span);
    DataFrames[cur]=d;
  }

  DataFrame get(int idx)
  {
    int num=(cur+idx);
    for(; num<0; num+= data_span);
    return((DataFrame) DataFrames[num]);
  }

  void save()
  {
    String savePath = selectOutput();  // Opens file chooser
    if (savePath == null) {
      // If a file was not selected
      println("No output file was selected...");
    }else{
      PrintWriter output;
      output = createWriter(savePath); 
      DataFrame df_last = this.get(0);
      for(int idx=0;-idx<data_span;idx--){
        if(this.get(idx).t==0) break;
        output.print(this.get(idx).t-df_last.t);
        for(int k=0;k<NumOfInput;k++){
          output.print(","+this.get(idx).v[k]);
        } 
        output.println("");
      }
      output.flush();
      output.close();
    }
  }
}

class DataFrame{
  int t;
  int[] v;
  DataFrame(int st, int[] sv){
    t=st;
    v=sv.clone();
  }
}

boolean isactive=true;

// buffering data from serial port
void serialEvent(Serial myPort)
{
  int[] vals=new int[NumOfInput];
  int timestamp;
  int[] splitdata;
  if( myPort.available() > 0) { 
    String datline=myPort.readString();
    splitdata=parseInt(datline.split(","));
    if((splitdata.length==NumOfInput+2)){
      timestamp=splitdata[0];
      for(int idx=0;idx<NumOfInput;idx++){
        vals[idx]=splitdata[idx+1];
      }
      if(isactive){
        if((timestamp-dfs.get(0).t)<0){
          dfs.cur--;
        }
        if((timestamp-dfs.get(0).t) > ((float)sp[0].tspan / sp[0].sizex/2.0) ){
          dfs.push( new DataFrame(timestamp,vals));
        }
      }
    }
  }
}

// keyboard user interface
void keyPressed(){
  switch(key){
    // activate/deactivate scope update
  case ' ':
    isactive=!isactive;
    break;
    // save record
  case 's':
    dfs.save();
    break;
  case CODED:
    switch(keyCode){
      // Increse time span
    case UP:
      for(int i=0;i<NumOfScopes;i++){
        sp[i].tspan*=2;
      }
      break;
      // Decrease time span
    case DOWN:
      for(int i=0;i<NumOfScopes;i++){
        sp[i].tspan/=2;
      }
      break;
    }
    break;
  }
}

/* Arduino code
void setup()
{
  Serial.begin(38400);  
}

void loop()
{
  Serial.print(millis());
  Serial.print(",");
  Serial.print(analogRead(0));
  Serial.print(",");
  Serial.print(analogRead(1));
  Serial.println(",");
}
*/