Python 中使用 OpenCV 库来捕获摄像头视频流并在窗口中显示

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一、实例代码
二、相关设置
小结

一、实例代码

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。

python 复制代码

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")
        break
    
    cv2.imshow(window_name, frame)
    
    if cv2.waitKey(1) == 27:  # ESC键退出
        break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

二、相关设置

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。
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。
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。
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。

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 `5000`K）	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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