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OpenCV中VideoCapture 设置和获取摄像头参数和Qt设计UI控制界面详解代码示例

news 2025/7/18 9:12:16

OpenCV VideoCapture 设置和获取摄像头参数

使用 OpenCV 的 cv::VideoCapture 类可以方便地获取和设置摄像头参数，如分辨率、帧率、曝光、增益、对比度等。

一、常用摄像头参数列表（ID）

参数	枚举常量	说明
宽度	`cv::CAP_PROP_FRAME_WIDTH`	图像帧宽
高度	`cv::CAP_PROP_FRAME_HEIGHT`	图像帧高
帧率	`cv::CAP_PROP_FPS`	每秒帧数
曝光	`cv::CAP_PROP_EXPOSURE`	曝光值（设备依赖，单位不统一）
亮度	`cv::CAP_PROP_BRIGHTNESS`	亮度值
对比度	`cv::CAP_PROP_CONTRAST`	图像对比度
饱和度	`cv::CAP_PROP_SATURATION`	色彩饱和度
色调	`cv::CAP_PROP_HUE`	色调
增益	`cv::CAP_PROP_GAIN`	图像增益（有些设备不支持）
自动曝光模式	`cv::CAP_PROP_AUTO_EXPOSURE`	自动曝光控制
自动对焦开关	`cv::CAP_PROP_AUTOFOCUS`	是否启用自动对焦
手动对焦位置	`cv::CAP_PROP_FOCUS`	手动设置焦距
帧编号（读取视频时使用）	`cv::CAP_PROP_POS_FRAMES`	当前帧号

二、获取和设置参数示例代码

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>int main() {cv::VideoCapture cap(0); // 打开默认摄像头（通常是设备的第一个）if (!cap.isOpened()) {std::cerr << "无法打开摄像头!" << std::endl;return -1;}// 设置摄像头参数cap.set(cv::CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 1280);cap.set(cv::CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 720);cap.set(cv::CAP_PROP_FPS, 30);cap.set(cv::CAP_PROP_AUTO_EXPOSURE, 0.25);  // 关闭自动曝光（Linux下通常为0.25表示手动模式）cap.set(cv::CAP_PROP_EXPOSURE, -6);         // 设置曝光值（设备相关，单位可能是对数）cap.set(cv::CAP_PROP_GAIN, 0);              // 设置增益cap.set(cv::CAP_PROP_AUTOFOCUS, 0);         // 关闭自动对焦cap.set(cv::CAP_PROP_FOCUS, 0);             // 手动设置焦距（若支持）// 获取并打印设置结果std::cout << "Frame width: " << cap.get(cv::CAP_PROP_FRAME_WIDTH) << std::endl;std::cout << "Frame height: " << cap.get(cv::CAP_PROP_FRAME_HEIGHT) << std::endl;std::cout << "FPS: " << cap.get(cv::CAP_PROP_FPS) << std::endl;std::cout << "Exposure: " << cap.get(cv::CAP_PROP_EXPOSURE) << std::endl;std::cout << "Gain: " << cap.get(cv::CAP_PROP_GAIN) << std::endl;std::cout << "Auto Focus: " << cap.get(cv::CAP_PROP_AUTOFOCUS) << std::endl;std::cout << "Focus: " << cap.get(cv::CAP_PROP_FOCUS) << std::endl;// 显示摄像头图像cv::Mat frame;while (true) {cap >> frame;if (frame.empty()) break;cv::imshow("Camera", frame);if (cv::waitKey(1) == 27) break; // 按 ESC 退出}cap.release();cv::destroyAllWindows();return 0;
}

三、注意事项

1. 参数支持与否依赖于摄像头驱动

有些摄像头（如 UVC 摄像头）支持所有常见参数；
但有些摄像头参数设置会被忽略或无效；
建议设置后再用 .get(...) 验证。

2. Linux 下曝光设置的特殊值（UVC）

设置	值	含义
`AUTO_EXPOSURE`	0.75	自动模式（默认）
`AUTO_EXPOSURE`	0.25	手动曝光模式
`EXPOSURE`	-6 ~ 0	曝光时间（对数单位）

四、枚举值查询与工具支持

也可以通过如下方式列出所有参数支持情况（仅在某些系统有效，如LINUX）：

v4l2-ctl --device=/dev/video0 --list-ctrls

小结

使用 cv::VideoCapture::set() 和 get() 可以设置和查询常用参数；
参数支持程度取决于摄像头驱动和 OpenCV 后端（如 V4L2 / DirectShow）；
实际应用中建议先设置后查询，确认参数生效；
对于工业相机，建议用原厂 SDK 控制参数，OpenCV 用于抓帧显示。

Qt设计UI界面综合示例

下面是一个 使用 Qt + OpenCV 构建的完整Demo框架，支持：

实时摄像头图像预览；
GUI 控制条动态调节参数（曝光、增益、亮度、对比度、分辨率等）；
设置后立即生效并反映在画面中；
支持 OpenCV 的所有通用 VideoCapture 参数；
可构建为 Qt Widget 应用，适合工业相机控制/调试场景。

一、功能结构总览

CamControlGUI/
├── CMakeLists.txt
├── main.cpp
├── CameraControlWidget.h / .cpp
├── CameraControlWidget.ui
└── include / lib / build ...

二、关键模块代码

1. `main.cpp`

#include <QApplication>
#include "CameraControlWidget.h"int main(int argc, char *argv[]) {QApplication a(argc, argv);CameraControlWidget w;w.show();return a.exec();
}

2. `CameraControlWidget.h`

#pragma once#include <QWidget>
#include <QTimer>
#include <QImage>
#include <opencv2/opencv.hpp>QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class CameraControlWidget; }
QT_END_NAMESPACEclass CameraControlWidget : public QWidget {Q_OBJECTpublic:explicit CameraControlWidget(QWidget *parent = nullptr);~CameraControlWidget();private slots:void updateFrame();void onExposureChanged(int value);void onGainChanged(int value);void onBrightnessChanged(int value);void onContrastChanged(int value);private:Ui::CameraControlWidget *ui;cv::VideoCapture cap;QTimer *timer;void setupCamera();void updateCameraParams();QImage matToQImage(const cv::Mat &mat);
};

3. `CameraControlWidget.cpp`

#include "CameraControlWidget.h"
#include "ui_CameraControlWidget.h"CameraControlWidget::CameraControlWidget(QWidget *parent): QWidget(parent), ui(new Ui::CameraControlWidget), timer(new QTimer(this)) {ui->setupUi(this);setupCamera();connect(timer, &QTimer::timeout, this, &CameraControlWidget::updateFrame);connect(ui->sliderExposure, &QSlider::valueChanged, this, &CameraControlWidget::onExposureChanged);connect(ui->sliderGain, &QSlider::valueChanged, this, &CameraControlWidget::onGainChanged);connect(ui->sliderBrightness, &QSlider::valueChanged, this, &CameraControlWidget::onBrightnessChanged);connect(ui->sliderContrast, &QSlider::valueChanged, this, &CameraControlWidget::onContrastChanged);timer->start(30); // ~30 FPS
}CameraControlWidget::~CameraControlWidget() {cap.release();delete ui;
}void CameraControlWidget::setupCamera() {cap.open(0); // 默认摄像头cap.set(cv::CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 1280);cap.set(cv::CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 720);cap.set(cv::CAP_PROP_AUTO_EXPOSURE, 0.25); // 手动曝光模式cap.set(cv::CAP_PROP_AUTOFOCUS, 0);        // 禁用自动对焦
}void CameraControlWidget::updateFrame() {cv::Mat frame;cap >> frame;if (!frame.empty()) {QImage image = matToQImage(frame);ui->labelPreview->setPixmap(QPixmap::fromImage(image).scaled(ui->labelPreview->size(), Qt::KeepAspectRatio));}
}QImage CameraControlWidget::matToQImage(const cv::Mat &mat) {if (mat.channels() == 3)return QImage(mat.data, mat.cols, mat.rows, mat.step, QImage::Format_BGR888).copy();elsereturn QImage();
}void CameraControlWidget::onExposureChanged(int value) {double exposure = static_cast<double>(value) / 10.0; // 映射范围cap.set(cv::CAP_PROP_EXPOSURE, exposure);ui->labelExposureValue->setText(QString::number(exposure));
}void CameraControlWidget::onGainChanged(int value) {cap.set(cv::CAP_PROP_GAIN, value);ui->labelGainValue->setText(QString::number(value));
}void CameraControlWidget::onBrightnessChanged(int value) {cap.set(cv::CAP_PROP_BRIGHTNESS, value);ui->labelBrightnessValue->setText(QString::number(value));
}void CameraControlWidget::onContrastChanged(int value) {cap.set(cv::CAP_PROP_CONTRAST, value);ui->labelContrastValue->setText(QString::number(value));
}

4. `CameraControlWidget.ui`（建议用 Qt Designer 拖拽方式在设计UI）

QLabel：显示摄像头画面 → labelPreview
QSlider + QLabel：用于曝光、增益、亮度、对比度调节 → 对应命名如 sliderExposure, labelExposureValue
水平布局或网格布局组织即可

三、CMakeLists.txt 参考内容，大家可以根据自己环境配置

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(CamControlGUI)set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)find_package(OpenCV REQUIRED)
find_package(Qt5 REQUIRED COMPONENTS Widgets)set(CMAKE_AUTOMOC ON)
set(CMAKE_AUTORCC ON)
set(CMAKE_AUTOUIC ON)include_directories(${OpenCV_INCLUDE_DIRS})add_executable(CamControlGUImain.cppCameraControlWidget.cppCameraControlWidget.hCameraControlWidget.ui
)target_link_libraries(CamControlGUI${OpenCV_LIBS}Qt5::Widgets
)

四、构建和运行

mkdir build && cd build
cmake ..
make -j
./CamControlGUI

五、可拓展功能建议

功能	实现方式
保存当前参数配置	使用 `QSettings` 读写配置文件
支持多个摄像头切换	提供下拉菜单选择不同 ID
显示当前参数值	在滑块旁增加 `QLabel` 实时显示
图像直方图 / ROI 块分析	使用 OpenCV 绘图工具或嵌入 Matplotlib plot
支持工业相机 SDK（如 Daheng, Hikvision）	封装原生 API 替换 `VideoCapture`