【秣厉科技】LabVIEW工具包——OpenCV 教程（3）：摄像头与视频读写

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前言

1. 需要下载安装OpenCV工具包的朋友，请前往 此处 ；
2. 系统要求：Windows系统，LabVIEW>=2018，兼容32位和64位。

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读取摄像头

从摄像头读取画面，需要用到 videoio 模块的 VideoCapture 类，选板位置如下图。

1. 使用 read 读取方式

从摄像头读取一帧画面，然后关闭摄像头，最简单的方法就是依照 “new - open - read - release” 流程，如下图。

其中，open.vi 切换到“index”模式，输入的参数index代表摄像头索引号（默认0），参数apiPreference代表优先调用的摄像头API类型（默认为CAP_ANY）。

如果摄像头打开较慢，可以将apiPreference改成与你的摄像头适配的值，比如Windows自带摄像头常用DirectShow，那么apiPreference就改为CAP_DSHOW。

2. 使用 grab-retrieve 读取方式

另一种读取方式是，先用 grab 快速将本帧标记为“已读”，然后再用 retrieve 获取本帧图像。相当于将 read 过程一分为二。这种方式在多摄像头同步方面十分有用。

3. 设置与获取参数

使用 VideoCapture 类下的 set 与 get 函数，可以设置、获取摄像头的参数。必须在 open 之后使用！

最常用的是修改视频分辨率参数，即 CAP_PROP_FRAME_WIDTH 和 CAP_PROP_FRAME_HEIGHT，分别代表画面的宽度和高度，如下图。

注意，如果你设置了摄像头不支持的分辨率，那么实际读取的图像尺寸与你设置的将会不同。

4. 小技巧：LV图片控件自适应缩放

为了能在各种分辨率下，让图像在LV控件中 “铺满+居中”，可以使用属性节点，动态调整图片控件的缩放因子与起点偏置。注意，这种方法仅仅是改变了LV控件属性，而Mat图像本身的尺寸并未改变。

• 对“picture”控件点右键 - create - Reference ，得到该控件的引用；

• 插入属性节点，分别获取控件绘图区域的宽、高，以及Mat图像的宽（cols）、高（rows）；

• 将控件的宽、高，分别与Mat图像的宽、高做除法，取两个商中的较小值作为最佳缩放因子。缩放之后，若宽有剩余则水平调整居中，若高有剩余则垂直调整居中。同样使用属性节点，将计算得到的缩放因子和偏置量，写入picture控件的属性。

• 上述框图有点大，在范例文件夹下，有一个封装好的子VI，可以直接拿来用。
  范例位置：/examples/Molitec/OpenCV/videoio/_subVI/fit_to_center.vi

5. 连续采集摄像头画面

使用LabVIEW的While循环结构，连续采集摄像头画面并显示，如下图。

open 与 read 都有bool类型的返回值，代表操作是否成功，可以作为程序异常退出的条件，从而避免由于摄像头意外断开或出错时造成LabVIEW程序死锁。用户点击stop按钮，也可以手动停止采集画面。

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读取URL视频流

将 open.vi 切换成“filename”模式，可以读取URL视频流。 这种模式适合网络摄像头，比如海康威视系列摄像头，URL规则为：rtsp://username:password@camera_ip/h264/ch1/main/av_stream

下图展示的是：连续采集网络摄像头的画面，并同步显示。特别读取 CAP_PROP_FPS 参数（每秒帧数），并以此计算得到采集间隔，从而控制While循环的周期时间。

同时，还可以获取网络视频源、直播源的URL画面。以下两个URL，留给大家做测试：
1、（吃鸡游戏观战）
rtmp://liteavapp.qcloud.com/live/liteavdemoplayerstreamid

2、（iphone宣传视频）
https://www.apple.com/105/media/us/iphone-x/2017/01df5b43-28e4-4848-bf20-490c34a926a7/films/feature/iphone-x-feature-tpl-cc-us-20170912_1920x1080h.mp4

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读取视频文件

同样将 open.vi 切换成“filename”模式，输入参数填写本地视频文件的路径，就可以读取视频文件。

请参考工具包附带的范例：examples/Molitec/OpenCV/videoio/VideoCapture_2(File).vi

特别读取 CAP_PROP_FPS 参数（每秒帧数），并以此计算得到采集间隔，从而控制While循环的周期时间。否则视频将会被“快进”播放。读取 CAP_PROP_FRAME_COUNT （总帧数），除以FPS，得到视频总时长。

当读取完最后一帧后，下一次循环的 read 将返回False，进而将While循环退出。

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录制视频文件

将一系列连续的画面帧，写成视频文件，需要用到 VideoWriter 类，选板位置如下图。

VideoWriter 类的标准使用流程与 VideoCapture 类似：“new - open - write - release”。必要时，使用 set 和 get 函数来设置和获取参数。

请参考工具包附带的范例：examples/Molitec/OpenCV/videoio/VideoWriter_1(record to file).vi

该范例从摄像头采集画面，并录制成MP4格式的视频文件，如下图。

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总结

1. 本系列博文作为LabVIEW工具包—OpenCV的教程，将以专栏的形式陆续发布和更新。
2. 对工具包感兴趣的朋友，欢迎下载试用：秣厉科技 - LabVIEW工具包 - OpenCV
3. 各位看官有什么想法、建议、吐槽、批评，或新奇的需求，也欢迎留言讨论。