Python 中使用 OpenCV 库来捕获摄像头视频流并在窗口中显示

一、实例代码

1. 连接 USB 相机之后，通过指令ls /dev/video*查看设备号，通过一个简单的脚本使用 OpenCV 库来捕获摄像头视频流并在窗口中显示，ESC键退出。

   import cv2# 摄像头设备号
   cap = cv2.VideoCapture(0)
   window_name = "usb camera"# 启用 MJPEG 压缩
   cap.set(cv2.CAP_PROP_FOURCC, cv2.VideoWriter_fourcc('M', 'J', 'P', 'G'))# 尝试设置为 60 FPS（是否成功取决于摄像头）
   cap.set(cv2.CAP_PROP_FPS, 60)# 尝试设置摄像头分辨率
   cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 1920)
   cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 1080)# 获取实际设置的分辨率
   actual_width = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
   actual_height = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))
   print(f"实际分辨率: {actual_width}x{actual_height}")# 打印实际帧率（FPS）
   fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
   print(f"摄像头帧率: {fps} FPS")cv2.namedWindow(window_name, cv2.WINDOW_NORMAL)
   cv2.resizeWindow(window_name, actual_width, actual_height)  # 窗口匹配分辨率while True:ret, frame = cap.read()if not ret:print("读取失败")breakcv2.imshow(window_name, frame)if cv2.waitKey(1) == 27:  # ESC键退出breakcap.release()
   cv2.destroyAllWindows()
   

二、相关设置

1. cap.set(参数属性, 期望值)，用于向摄像头硬件发送配置请求，尝试将某个参数（如编码格式、帧率、分辨率）设置为指定值。

2. 编码格式： cap.set(cv2.CAP_PROP_FOURCC, cv2.VideoWriter_fourcc('M','J','P','G')) 是一个 常见且推荐的操作，尤其在需要高分辨率、高帧率 或 USB带宽受限的场景。MJPEG（Motion-JPEG）压缩能显著减少数据量，使摄像头在有限带宽下支持更高的分辨率（如1080p/4K）和帧率（如60FPS/120FPS），同时降低CPU解码负担。相比原始格式（如YUYV），MJPEG 在实时视频捕获中更高效，兼容性广，是OpenCV、工业相机及嵌入式设备的常用选择。若摄像头支持，建议优先启用 MJPEG 以优化性能，若不支持，可回退到默认格式。

3. 帧率：cap.set(cv2.CAP_PROP_FPS, 60) 是 OpenCV 中控制帧率的属性参数，用于设置摄像头的目标采集帧率（如60FPS），60是一个请求值，实际帧率取决于摄像头的硬件能力和当前配置的分辨率/编码格式等，可能最高仅支持30FPS，即使设置为60FPS也会自动降级。

4. 分辨率：cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 1920) 用于设置摄像头采集画面的目标宽度（水平分辨率），1920同样是一个请求值，实际分辨率可能被摄像头自动调整为最接近的支持值。

5. 其他参数设置可供参考并以设备实际响应为准。

   参数类别	OpenCV 属性名	典型值/选项	作用说明	适用场景
   自动曝光	CAP_PROP_AUTO_EXPOSURE	1（自动）, 0（手动）	控制摄像头是否自动调整曝光量	光照变化频繁的环境（如户外）
   手动曝光	CAP_PROP_EXPOSURE	范围依赖硬件，典型范围为 -13 到 0	手动设置曝光值（正值增亮，负值减暗）	需要固定曝光（如工业检测）
   自动白平衡	CAP_PROP_AUTO_WB	1（自动）, 0（手动）	启用/禁用自动白平衡	色彩准确性要求高的场景
   手动白平衡	CAP_PROP_WB_TEMPERATURE	色温值（如 5000K）	手动设置白平衡色温	特殊光照条件（如霓虹灯环境）
   缓冲区大小	CAP_PROP_BUFFERSIZE	1（最小延迟）	减少摄像头内部缓冲帧数，降低延迟	实时控制（如无人机、机器人视觉）
   自动对焦	CAP_PROP_AUTOFOCUS	1（启用）, 0（禁用）	控制摄像头是否自动对焦	动态距离变化的场景（如人脸跟踪）
   手动对焦	CAP_PROP_FOCUS	0（最近）-100（最远）	手动调整对焦距离	固定焦距需求（如显微镜拍摄）
   API后端选择	cv2.VideoCapture() 的第二个参数	cv2.CAP_V4L2（Linux常用）	指定视频采集后端，解决兼容性问题	跨平台或特定系统（如Linux用V4L2）
   亮度调整	CAP_PROP_BRIGHTNESS	0-100	调整画面整体亮度	低光环境补偿
   对比度调整	CAP_PROP_CONTRAST	0-100	调整画面对比度	增强细节可见性
   饱和度调整	CAP_PROP_SATURATION	0-100	调整色彩饱和度	色彩增强或黑白模式
   增益控制	CAP_PROP_GAIN	0-100	调整信号放大倍数（可能增加噪点）	极低光照环境

小结

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