OpenCV读入USB摄像头拍摄的画面¶
概要¶
本文演示了使用opencv从USB摄像头读取视频流，并通过HighGUI实时显示画面。
opencv读取usb摄像头的视频流， 需要用到VideoCapture 类, 此文章提供了VideoCapture的基础操作。如果你在操作过程中，摄像头读取失败， 阿凯还为你提供了问题排查手册。
keywords USB摄像头 图像镜像 视频流读取
1.完整源代码与演示效果¶
#-*- coding: UTF-8 -*- ''' 代码功能描述 从摄像头逐帧(frame-by-frame)读入图片并通过HighGUI展示 作者 阿凯@1Z实验室 教程网站 www.1zlab.com 相关课程 * 通过HIGH GUI展示图片 * 图像基础变换(仿射变换) ''' import numpy as np # 引入numpy 用于矩阵运算 import cv2 # 引入opencv库函数 ## VideCapture里面的序号 # 0 : 默认为笔记本上的摄像头(如果有的话) / USB摄像头 webcam # 1 : USB摄像头2 # 2 ：USB摄像头3 以此类推 # -1：代表最新插入的USB设备 # 创建一个video capture的实例 cap = cv2.VideoCapture(0) # 查看Video Capture是否已经打开 print("摄像头是否已经打开 ？ {}".format(cap.isOpened())) ## 设置画面的尺寸 # 画面宽度设定为 1920 cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 1920) # 画面高度度设定为 1080 cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 1080) ## 创建一个名字叫做 “image_win” 的窗口 # 窗口属性 flags # * WINDOW_NORMAL：窗口可以放缩 # * WINDOW_KEEPRATIO：窗口缩放的过程中保持比率 # * WINDOW_GUI_EXPANDED： 使用新版本功能增强的GUI窗口 cv2.namedWindow('image_win',flags=cv2.WINDOW_NORMAL | cv2.WINDOW_KEEPRATIO | cv2.WINDOW_GUI_EXPANDED) # 图像计数 从1开始 img_count = 1 # 帮助信息 helpInfo = ''' =======阿凯贴心小助手======= 提示-按键前需要选中当前画面显示的窗口 按键Q： 退出程序 按键C： Capture 拍照 ''' print(helpInfo) while(True): ## 逐帧获取画面 # 如果画面读取成功 ret=True，frame是读取到的图片对象(numpy的ndarray格式) ret, frame = cap.read() if not ret: # 如果图片没有读取成功 print("图像获取失败，请按照说明进行问题排查") ## 读取失败？问题排查 # **驱动问题** 有的摄像头可能存在驱动问题，需要安装相关驱动，或者查看摄像头是否有UVC免驱协议 # **接口兼容性问题** 或者USB2.0接口接了一个USB3.0的摄像头，也是不支持的。 # **设备挂载问题** 摄像头没有被挂载，如果是虚拟机需要手动勾选设备 # **硬件问题** 在就是检查一下USB线跟电脑USB接口 break ## 颜色空间变换 # 将BGR彩图变换为灰度图 # frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY) ## 图片镜像 # * 水平翻转 flipCode = 1 # * 垂直翻转 flipCode = 0 # * 同时水平翻转与垂直翻转 flipCode = -1 # # flipCode = -1 # frame = cv2.flip(frame, flipCode) # 更新窗口“image_win”中的图片 cv2.imshow('image_win',frame) # 等待按键事件发生 等待1ms key = cv2.waitKey(1) if key == ord('q'): # 如果按键为q 代表quit 退出程序 print("程序正常退出...Bye 不要想我哦") break elif key == ord('c'): ## 如果c键按下，则进行图片保存 # 写入图片 并命名图片为 图片序号.png cv2.imwrite("{}.png".format(img_count), frame) print("截图，并保存为 {}.png".format(img_count)) # 图片编号计数自增1 img_count += 1 # 释放VideoCapture cap.release() # 销毁所有的窗口 cv2.destroyAllWindows()
2. VideoCapture的实例化与释放¶
opencv读取usb摄像头的视频流， 需要用到VideoCapture 类。
创建VideoCapture 对象的时候，我们需要传入一个合适的摄像头编号。
编号参照上一篇文章：Ubuntu下查看USB摄像头设备列表与视频读取
## VideCapture里面的序号 # 0 : 默认为笔记本上的摄像头(如果有的话) / USB摄像头 webcam # 1 : USB摄像头2 # 2 ：USB摄像头3 以此类推 # -1：代表最新插入的USB设备 # 创建一个video capture的实例 cap = cv2.VideoCapture(0)
在代码最后，需要释放VideoCapture
# 释放VideoCapture cap.release()
3. VideoCapture属性简单设置¶
VideoCapture一共有18个属性可以查看或者修改。 一部分是读取视频流的, 另一部分是读取视频的。
这里我们只用到了两个基本的设定， 设定获取图像分辨率。
阿凯查看手中的200万宽动态摄像头]的参数，查到摄像头支持的最高分辨率是1920*1080， 所以我们设定参数的时候设成最大值，也就是最清晰的模式。
## 设置画面的尺寸 # 画面宽度设定为 1920 cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 1920) # 画面高度度设定为 1080 cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 1080)
分辨率的设定会影响帧率，分辨率越大，帧率也就越低， 所以需要在两者之间进行权衡。
4. 读入图片read¶
## 逐帧获取画面 # 如果画面读取成功 ret=True，frame是读取到的图片对象(numpy的ndarray格式) ret, frame = cap.read()
根据ret我们可以知道图片有没有被正确读入。
如果失败，我们可以选择跳过(也有可能是图片传输有损)，或者直接退出程序。
if not ret: # 如果图片没有读取成功 print("图像获取失败，请按照说明进行问题排查") break
5.摄像头读取失败-问题排查¶
如果你运行上文的源代码的时候，出现报错。
你可以按照下面提供的思路自行检查一下。
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驱动问题 有的摄像头可能存在驱动问题，需要安装相关驱动，或者查看摄像头是否具有UAC免驱协议.
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USB接口兼容性问题 或者USB2.0接口接了一个USB3.0的摄像头，也是不支持的。
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设备挂载问题 摄像头没有被挂载，如果是虚拟机需要手动勾选设备
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硬件问题 在就是检查一下USB线跟电脑USB接口
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视频压缩格式的问题 部分视频压缩格式在OpenCV中不支持。
如果还是没有解决，可以在文章下方给我留言, 问题排查手册会根据学员的反馈持续更新。
6.HighGUI窗口与键盘事件¶
HighGUI的部分，均可以在阿凯带你玩转OpenCV的基础课程中学习。
具体包括：
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窗口创建命名与属性设置
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窗口图片更新
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键盘事件响应与事件监听
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图片保存
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窗口销毁
7.灰度图¶
图片数据的基础格式（BGR）与属性，可以在打印图像相关属性 中查阅。
图片颜色空间变换，例如转换为灰度图(Grayscale), 需要借助 cvtColor 函数， 可以在色彩空间变换中学习。
转换代码如下
## 颜色空间变换 # 将BGR彩图变换为灰度图 frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
8.图片镜像翻转¶
由于镜头的空间摆放方向的不同，可能需要对摄像头拍摄的画面进行镜像操作。
镜像flip 属于基本的2D仿射变换中的一种。
## 图片镜像 # * 水平翻转 flipCode = 1 # * 垂直翻转 flipCode = 0 # * 同时水平翻转与垂直翻转 flipCode = -1 # flipCode = -1 frame = cv2.flip(frame, flipCode)
如果像要了解更多的2D仿射变换可以学习阿凯带你玩转OpenCV中的仿射变换简介
