使用python访问uvc摄像头

需求

我有个支持uvc的摄像头，想通过python获取图像并设置其参数。如果在linux下，使用v4l2的相关库即可，在windows下我想了两个办法，一是使用opencv-python，二是安装一个叫pyuvc的库。

一. 使用pyuvc访问uvc

linux下安装pyuvc

首先pip安装

pip install pupil-labs-uvc

然后安装libusb和jpeg相关的库：

Ubuntu/Debian::

   apt-get update -y
   apt-get install -y libusb-1.0-0-dev libturbojpeg-dev

最后修改udev挂载方式, 用非root用户执行:

echo 'SUBSYSTEM=="usb",  ENV{DEVTYPE}=="usb_device", GROUP="plugdev", MODE="0664"' | sudo tee /etc/udev/rules.d/10-libuvc.rules > /dev/null
   sudo udevadm trigger
   sudo usermod -a -G plugdev $USER

退出登录再重新登入就可以了。

windows下安装pyuvc

首先pip安装

pip install pupil-labs-uvc

下载libusbk并安装：https://sourceforge.net/projects/libusbk/files/libusbK-release/3.0.7.0/libusbK-3.0.7.0-setup.exe/download
下载Zadig： ttps://github.com/pbatard/libwdi/releases/download/v1.2.5/zadig-2.2.exe

ZadiG是一个绿色免安装的程序，启动它，在Option菜单下选择“List all device”， 并将“Ignore Hubs or Composite Devices ”取消勾选。

在下拉列表中选择uvc对应的设备。注意，千万不要选带Interface的设备，要选带composite parent设备。具体是哪个，插拔几次usb就能看到。

然后在箭头右边，通过上下翻动，将驱动切换为libusbK。最后点击“Install WCID Driver”按钮。约半分钟就好。

为了验证驱动是否正常，打开设备管理页面，可以看到刚才替换了驱动的uvc摄像头被单独列为一类设备，不再在usb或摄像头下面了

使用pyuvc

在https://github.com/pupil-labs/pyuvc/tree/master/examples有用python使用uvc的例子。参照着看就行。

使用pyuvc设置uvc的参数

controls成员可以返回所有支持读或写的参数。修改某个成员的value值即可修改uvc相机的的参数。

import uvc
cap = uvc.Capture("XXXXXX")  #这里要替换为你摄像头的名字

controls_dict = dict([(c.display_name, c) for c in cap.controls])
controls_dict['Auto Exposure Mode'].value = 1

比如这里修改的是自动曝光的参数。

如何使用功能c/c++访问uvc

pyuvc实际上是libuvc的python绑定接口，libuvc其实是c语言的，要在c/c++中使用uvc，直接下载并编译libuvc即可。

libuvc的开源地址在：https://github.com/pupil-labs/libuvc

二 使用opencv访问uvc

opencv支持python或者c++调用。uvc摄像头也可以通过opencv的VideoCapture类来访问。

安装opencv-python

如果是使用python，直接pip安装即可：

pip install opencv-python

安装方法可参考官方文档：
Install OpenCV-Python in Windows

Install OpenCV-Python in Ubuntu

opencv访问uvc

这里写个简单的例子

import  cv2
video = cv2.VideoCapture(0)
fps = video.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
print(fps)
size = (int(video.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)), int(video.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)))
print(size)

while True:
    ret, frame = video.read()
    cv2.imshow("A video", frame)
    c = cv2.waitKey(1)
    if c == 27:
        break
video.release()
cv2.destroyAllWindows()

cv2.VideoCapture()中填0会默认返回第一个摄像头，如果有多个，并且需要访问靠后的摄像头，需要改变这个数字。

使用opencv设置uvc摄像头的参数

可以通过VideoCapture类的get和set成员函数来获取和设置uvc摄像头的参数，如分辨率、曝光时间、增益甚至zoom。
但是这些参数是否真能生效缺是不一定的，这要看摄像头端是否能支持。有些设备仅仅支持摄像头来修改分辨率和抓图，其它设置都没支持。

opencv支持设置和获取的参数是由VideoCaptureProperties这个枚举定会的，具体文档在：https://docs.opencv.org/4.0.0/d8/dfe/classcv_1_1VideoCapture.html#a8c6d8c2d37505b5ca61ffd4bb54e9a7c