使用 OpenCV 设置摄像头分辨率并解决摄像头释放问题

在开发出租车票识别软件时，我们需要调用摄像头获取车票信息。然而，在设置摄像头高分辨率时可能遇到失败的问题，同时摄像头释放失败会导致无法再次正常打开。这篇文章分享我的实践经验，并提供代码示例。

问题背景

• 分辨率设置失败：高分辨率设置可能会因摄像头驱动或后端支持问题而失败。
• 释放问题：如果摄像头没有正确释放，再次运行程序时可能无法打开摄像头。

通过 ChatGPT 的建议，我了解了可以通过 cv2.VideoCapture 使用不同后端来解决问题，例如 DirectShow（Windows），并对摄像头释放进行了优化处理。

解决方案

以下是解决这些问题的详细步骤。

使用不同后端打开摄像头

OpenCV 提供多种后端模式：

• DirectShow (CAP_DSHOW): 适用于 Windows。
• Microsoft Media Foundation (CAP_MSMF): 适用于 Windows。
• V4L2 (CAP_V4L2): 适用于 Linux。

使用方式如下：

import cv2 as cv

camera_index = 0  # 默认摄像头索引
cap = cv.VideoCapture(camera_index, cv.CAP_DSHOW)  # 使用 DirectShow 后端
if not cap.isOpened():
    print("无法打开摄像头")
    exit()

设置分辨率与帧速率

通过 set 方法设置分辨率和帧速率：

# 设置分辨率为 4032x3024
cap.set(cv.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 4032)
cap.set(cv.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 3024)

# 设置帧速率为 15 fps
cap.set(cv.CAP_PROP_FPS, 15)

# 打印实际设置结果
print(f"实际宽度: {
      
      cap.get(cv.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)}")
print(f"实际高度: {
      
      cap.get(cv.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)}")
print(f"实际帧速率: {
      
      cap.get(cv.CAP_PROP_FPS)}")

释放摄像头资源

当程序结束时，确保摄像头被正确释放。尝试多次释放，并在每次尝试后等待一段时间：

import time

if cap is not None:
    for _ in range(20):  # 尝试 20 次释放
        try:
            cap.release()
            time.sleep(0.1)  # 等待 0.1 秒
        except Exception as e:
            print(f"释放摄像头失败 {
      
      _} 次: {
      
      e}")
    cap = None
cv.destroyAllWindows()

示例代码

完整示例代码如下：

import cv2 as cv
import time

camera_index = 0
cap = cv.VideoCapture(camera_index, cv.CAP_DSHOW)  # 使用 DirectShow 后端

if not cap.isOpened():
    print("无法打开摄像头")
    exit()

# 设置高分辨率和帧速率
cap.set(cv.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 4032)
cap.set(cv.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 3024)
cap.set(cv.CAP_PROP_FPS, 15)

print(f"实际宽度: {
      
      cap.get(cv.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)}")
print(f"实际高度: {
      
      cap.get(cv.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)}")
print(f"实际帧速率: {
      
      cap.get(cv.CAP_PROP_FPS)}")

# 捕获并显示摄像头图像
while True:
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        print("无法接收帧")
        break

    gray = cv.cvtColor(frame, cv.COLOR_BGR2GRAY)
    resized_frame = cv.resize(gray, (800, 600))
    cv.imshow('frame', resized_frame)

    if cv.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
        break

# 释放摄像头资源
if cap is not None:
    for _ in range(20):
        try:
            cap.release()
            time.sleep(0.1)
        except Exception as e:
            print(f"释放摄像头失败 {
      
      _} 次: {
      
      e}")
    cap = None
cv.destroyAllWindows()

总结

通过调整后端模式（如 DirectShow）、明确分辨率和帧速率设置，以及优化摄像头资源释放，我们可以解决摄像头使用中遇到的主要问题。如果你有更好的方法或建议，欢迎分享！