Ubuntu系统下查看摄像头参数并基于OpenCV调用
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Ubuntu系统下查看摄像头参数并基于OpenCV调用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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本博文描述了在Ubuntu系统下如何使用v4l-utils工具来查看所连接摄像头（包含USB摄像头及树莓派摄像头）信息，主要内容如下：
1. 获取摄像头列表；
2. 获取各摄像头支持的分辨率、帧率、像素格式；
3. 基于OpenCV抓取摄像头图像。
1. 安装v4l-utils
sudo apt-get install v4l-utils如果有以下报错：
Reading package lists... Done
Building dependency tree
Reading state information... Done
Package v4l-utils is not available, but is referred to by another package.
This may mean that the package is missing, has been obsoleted, or
is only available from another source
E: Package 'v4l-utils' has no installation candidate则先更新源，再安装即可。
sudo apt-get update2. 查找连接的摄像头列表
ls /dev/video*输出
/dev/video0 /dev/video1或
v4l2-ctl --list-devices输出
vi-output, imx219 7-0010 (platform:54080000.vi:0):
/dev/video0
USB Camera (usb-70090000.xusb-2.3):
/dev/video13. 查看各相机支持的分辨率、帧率、像素格式等参数
v4l2-ctl -d /dev/video0 --list-formats-extioctl: VIDIOC_ENUM_FMT
Index : 0
Type : Video Capture
Pixel Format: 'RG10'
Name : 10-bit Bayer RGRG/GBGB
Size: Discrete 3264x2464
Interval: Discrete 0.048s (21.000 fps)
Size: Discrete 3264x1848
Interval: Discrete 0.036s (28.000 fps)
Size: Discrete 1920x1080
Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
Size: Discrete 1640x1232
Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
Size: Discrete 1280x720
Interval: Discrete 0.017s (60.000 fps)
v4l2-ctl -d /dev/video1 --list-formats-extioctl: VIDIOC_ENUM_FMT
Index : 0
Type : Video Capture
Pixel Format: 'MJPG' (compressed)
Name : Motion-JPEG
Size: Discrete 1920x1080
Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
Size: Discrete 1280x720
Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
Size: Discrete 640x480
Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
Index : 1
Type : Video Capture
Pixel Format: 'YUYV'
Name : YUYV 4:2:2
Size: Discrete 1920x1080
Interval: Discrete 0.200s (5.000 fps)
Size: Discrete 1280x720
Interval: Discrete 0.100s (10.000 fps)
Size: Discrete 640x480
Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
4. 注意事项
（1）如上所示的/dev/video1 USB摄像头支持 MJPG 和 YUYV 两种像素格式，每种格式支持多种分辨率及帧率。如果需要实时抓取1080p的图像，则需要采用MJPG格式，默认的YUYV格式不能满足实时抓取需求。
（2）另外，调用摄像头时传入的摄像头设备、图像帧宽、帧高、帧率，应与v4l2-ctl 打印的参数一致。调用代码如下。
5. OpenCV(C++)调用摄像头代码
#include <iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>
int main()
cv::VideoCapture capture;
capture.open("/dev/video1", cv::CAP_V4L2);
capture.set(cv::CAP_PROP_FOURCC, cv::VideoWriter::fourcc('M','J','P','G'));
capture.set(cv::CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 1920);
capture.set(cv::CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 1080);
capture.set(cv::CAP_PROP_FPS, 30);
cv::Mat frame;
while (1)
capture >> frame;
if (!frame.empty())
cv::imshow("frame", frame);
if (cv::waitKey(1) == 27)
break;
return 0;
在Ubuntu下安装OpenCV并使用
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1 什么是Opencv
- OpenCV 是一个
基于 BSD 许可（开源）发行的跨平台计算机视觉和机器学习软件库，可以运行在 Linux、Windows、Android 和 Mac OS 操作系统上。 - 它轻量级而且高效——由一系列 C 函数和少量 C++类构成，同时提供了 Python、Ruby、MATLAB 等语言的接口，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。
- 应用领域包括：
人机互动、物体识别、图像分割、人脸识别、动作识别、运动跟踪、机器人、运动分析、机器视觉、结构分析、汽车安全驾驶
2 安装Opencv
2.1 下载Opencv
（1）下载Opencv 3.4.11 数据包
- 直接在虚拟机中使用浏览器下载。
国内快速下载地址：https://www.bzblog.online/wordpress/index.php/2020/03/09/opencvdownload/
注：也可以官网下载https://opencv.org，但是下载超慢！
（2）解压缩包
- 在解压缩包之前，将 opencv-3.4.11.zip 复制到
home文件夹（我用的汉化版本，中文为主目录）下 - 在终端中键入命令：
unzip opencv-3.4.11.zip，完成解压缩。
（3）使用依赖库和cmake安装OpencV
- 先进入解压后的文件夹：opencv–3.4.11
cd opencv-3.4.11
- 进入 root 权限，并更新一下。
sudo su
sudo apt-get update
- 接着再执行下条命令安装cmake
sudo apt-get install cmake
- 接着再执行下条命令安装依赖库
sudo apt-get install build-essential libgtk2.0-dev libavcodec-dev libavformat-dev libjpeg.dev libtiff5.dev libswscale-dev libjasper-dev
- 再执行下条命令创建 build 文件夹
mkdir build
- 然后执行下条命令进入我们创建的文件夹：build
cd build
- 使用下面第一条命令用cmake 编译参数，或者使用第二条命令默认参数，都是可以的
cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local ..
cmake ..
（4）使用make创建编译
- 在 build 文件夹下进行
sudo make
注：单线程编译：sudo make ，这会等待比较长的时间，如果你想更快编译完，可以使用命令：sudo make -j4，而 -j4 表示使用 4 个线程进行编译。
完成编译：
（5）执行下条命令进行安装
sudo make install
显示到这里即安装完成。
2.2 Opencv的配置环境
- 将opencv的库添加到路径，从而可以让系统找到
键入下条命令来修改 opencv.conf 文件，打开后的文件是空的。
sudo gedit /etc/ld.so.conf.d/opencv.conf
接着在文件夹里添加 opencv 库的安装路径：/usr/local/lib，并点击保存后并关闭。（若无法保存请确定你的身份root，关闭后有警告信息可忽略）
- 回到命令行界面，执行下条命令使得刚才配置的路径生效，更新系统共享链接库
sudo ldconfig
- 配置 bash ，修改 bash.bashrc 文件
sudo gedit /etc/bash.bashrc
在文件末尾加入：
PKG_CONFIG_PATH=$PKG_CONFIG_PATH:/usr/local/lib/pkgconfig
export PKG_CONFIG_PATH
点击保存并退出（警告可忽略）
- 然后执行如下命令使得配置生效
source /etc/bash.bashrc
- 更新一下
sudo updatedb
注：sudo updatedb 报错: command not found 时，需要先执行命令apt-get install mlocate下载 mlocate ，再执行sudo updatedb，其他问题可以百度查询。
- 在此就已经完成配置，验证是否配置成功，接下来查看 opencv 的版本信息
pkg-config --modversion opencv
到此可以确定 Opencv 安装成功！
3 Opencv对图片进行处理
3.1 代码文件创建
- 首先在主目录里创建一个代码存放文件夹 code ，然后进入文件夹中
mkdir code
cd code
- 再创建一个test1.cpp文件
gedit test1.cpp
将下面的代码复制粘贴进去
test1.cpp：
#include <opencv2/highgui.hpp>
#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
using namespace std;
int main(int argc, char** argv)
{
CvPoint center;
double scale = -3;
IplImage* image = cvLoadImage("luhan.jpg");
argc == 2? cvLoadImage(argv[1]) : 0;
cvShowImage("Image", image);
if (!image) return -1; center = cvPoint(image->width / 2, image->height / 2);
for (int i = 0;i<image->height;i++)
for (int j = 0;j<image->width;j++) {
double dx = (double)(j - center.x) / center.x;
double dy = (double)(i - center.y) / center.y;
double weight = exp((dx*dx + dy*dy)*scale);
uchar* ptr = &CV_IMAGE_ELEM(image, uchar, i, j * 3);
ptr[0] = cvRound(ptr[0] * weight);
ptr[1] = cvRound(ptr[1] * weight);
ptr[2] = cvRound(ptr[2] * weight);
}
Mat src;Mat dst;
src = cvarrToMat(image);
cv::imwrite("test.png", src);
cvNamedWindow("test",1); imshow("test", src);
cvWaitKey();
return 0;
}
3.2 编译文件
执行以下命令：
gcc test1.cpp -o test1 `pkg-config --cflags --libs opencv`
gcc编译器：gcc + 文件名 + -o + 输出文件流名称 +` 支持包
发现编译出错了！这里需要用 C++ 编译器编译你的接口模块。 将 gcc 改为 g++ 后就正确了，可见有了可执行文件 test1
3.3 图片效果
- 在此 code 文件夹下保存一张图片，文件名为：luhan.jpg
注：文件名要与上面文件 test1.cpp 代码中的文件名一致！
- 执行命令输出结果
./test1
可见 code 文件夹中由 luhan.jpg 生成了一个 test.png ，呈现的效果不同。
4 Opencv对视频进行特效处理
4.1 播放视频
- 创建一个 test2.cpp 文件
gedit test2.cpp
将下面的代码复制粘贴进去
test2.cpp:
#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
int main()
{
//从摄像头读取视频
VideoCapture capture("luhanSuperChampion.mp4");
//循环显示每一帧
while(1){
Mat frame;//定义一个Mat变量，用于存储每一帧的图像
capture >> frame;//读取当前帧
if(frame.empty())//播放完毕，退出
break;
imshow("读取视频帧",frame);//显示当前帧
waitKey(30);//掩饰30ms
}
system("pause");
return 0;
}
代码注解：
① 若语句：VideoCapture capture(0)，后面的参数设置为 0，则从摄像头读取视频并循环显示每一帧；若设置为一个视频的文件名，比如：luhanSuperChampion.mp4 ，则会将视频读取并循环显示每一帧。
所以想要打开你硬盘上一个视频文件来播放，便可以将代码第七行的视频文件名进行替换即可。
② while循环体中的 Mat 数据结构其实是一个点阵，对应图像上的每一个点，点的集合形成了一帧图像，有关 Mat详解请看：OpenCV中Mat数据结构。
③ 语句：waitKey(30) ，中的参数单位是 ms 毫秒，也就是每一帧间隔 30 ms，该语句时不能删除的，否则会执行错误，无法播放视频或录制视频。
④想要终止视频播放，可以参照下面 test3.cpp 中的第 45 行使用 ESC 键控制退出。
- 在此 code 文件夹下保存一段视频，文件名为：luhanSuperChampion.mp4 。
注：文件名要与上面文件 test2.cpp 代码中的文件名一致！
- 现在就可以编译 test2.cpp 文件了
g++ test2.cpp -o test2 `pkg-config --cflags --libs opencv`
注：这里同样用 g++
- 运行结果
./test2
可见代码已经播放出了视频文件！
4.2 调用摄像头采集视频
4.2.1 虚拟机获取摄像头权限
- 在 Windows 系统内使用快捷键
Win + R，键入services.msc，并回车确定
- 找到
VMware USB Arbitration S…服务，确保其正在启动即可
- 在虚拟机环境内，点击 “ 虚拟机 ” ，接着点击 “ 设置(S)… ” ；
选择 “ USB控制器 ” ，将 “ USB兼容性 ” 设置为 “ USB 3.1 ” ，并点击“确定”
注：在设置USB兼容性时有些电脑可能是“USB 3.0”，这个也行！
- 选择 “ 虚拟机 ” ，再选择 “ 可移动设备 ” ，再选择 “ Quanta USB2.0 VGA UVC WebCam ” ，最后点击“ 连接 ” ，再弹出的窗口内点击 “ 确定 ”
可见此时虚拟机右下角的摄像头图标有个小绿点，即连接成功！
4.2.2 录制视频
- 创建一个 test3.cpp 文件
gedit test3.cpp
将下面的代码复制粘贴进去
test3.cpp：
/*********************************************************************
打开电脑摄像头，空格控制视频录制，ESC退出并保存视频RecordVideo.avi
*********************************************************************/
#include<iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include<opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
using namespace cv;
using namespace std;
int main()
{
//打开电脑摄像头
VideoCapture cap(0);
if (!cap.isOpened())
{
cout << "error" << endl;
waitKey(0);
return 0;
}
//获得cap的分辨率
int w = static_cast<int>(cap.get(CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH));
int h = static_cast<int>(cap.get(CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT));
Size videoSize(w, h);
VideoWriter writer("RecordVideo.avi", CV_FOURCC('M', 'J', 'P', 'G'), 25, videoSize);
Mat frame;
int key;//记录键盘按键
char startOrStop = 1;//0 开始录制视频； 1 结束录制视频
char flag = 0;//正在录制标志 0-不在录制； 1-正在录制
while (1)
{
cap >> frame;
key = waitKey(100);
if (key == 32)//按下空格开始录制、暂停录制 可以来回切换
{
startOrStop = 1 - startOrStop;
if (startOrStop == 0)
{
flag = 1;
}
}
if (key == 27)//按下ESC退出整个程序，保存视频文件到磁盘
{
break;
}
if (startOrStop == 0 && flag==1)
{
writer << frame;
cout << "recording" << endl;
}
else if (startOrStop == 1)
{
flag = 0;
cout << "end recording" << endl;
}
imshow("picture", frame);
}
cap.release();
writer.release();
destroyAllWindows();
return 0;
}
- 现在就可以编译 test3.cpp 文件了
g++ test3.cpp -o test3 `pkg-config --cflags --libs opencv`
- 运行结果
./test3
在 code 文件夹中生成了一个 .avi 文件，并且不断生成帧
按下空格键开始录制、暂停录制，可以来回切换；
当按下 ESC 按键时，视频采集画面就会关闭，采集记录过程也就结束了。
5 总结
在 Ubuntu 下安装 Opencv 确实是非常漫长和曲折，不过遇到问题，大家别着急、别放弃，任何问题都是有解决方法的，尤其是可以上网查找资料。在 Opencv 的应用方面，还有很多跟深入、跟有趣的用途，大家也可以自己探索，希望这条博文对你有用哦。
6 参考资料
1、百度百科：opencv
2、【嵌入式】Windows10&Ubantu16.04&树莓派3B+安装opencv教程
3、Ubuntu18.04下OpenCV3.4.11的安装及使用示例
4、ubuntu16.04 命令sudo updatedb报错: command not found解决方案
以上是关于Ubuntu系统下查看摄像头参数并基于OpenCV调用的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
ubuntu12.04下usb摄像头问题 想在ubuntu下