用OpenCV來擷取Webcam的畫面 - C語言

Webcam現在很常見，可以用來視訊對話、拍照、錄影等等，近期的筆記型電腦都有內建了，而市面上賣的獨立USB攝影機甚至可以拍攝HD畫質呢。除了比較一般的用途，我們還可以利用Webcam把畫面加入程式裡。這次是自己動手寫程式，利用OpenCV的函式庫來擷取攝影機(Webcam)的畫面，可以從螢幕上看到Webcam的內容，也可以根據個人需求變成一個自動拍照的攝影機。

軟體部分是用C語言加入OpenCV函式庫，硬體部分就是筆電上的內建攝影機而已(夠簡單吧)。軟體編譯的是在Ubuntu下使用gcc編譯。

檔案編譯

使用gcc做編譯時記得要加上後面這些東西，否則無法鏈結到OpenCV的函式。編譯格式如下：
    $ gcc -o <檔名> <檔名.c>  `pkg-config --cflags opencv` `pkg-config --libs opencv` -ggdb

範例 (範例C語言檔案為camDis.c)：
    $ gcc -o camDis camDis.c  `pkg-config --cflags opencv` `pkg-config --libs opencv` -ggdb


編譯完之後可以試著直接執行檔案，在檔案執行的時候應該會產生以下信息，他會在開啟Webcam的時候出現，但用過一段時間後我是覺得不影響主要功能，所以就沒有去處理他了，就它當成正常狀況。
    VIDIOC_QUERYMENU: Invalid argument

固定時間擷取影像

如果想要讓自己的Webcam變成一個自動照相機，以下這個方式可以讓Webcam只在特定的時間拍照並存檔。因為只有在拍照的過程中才會啟動攝影機功能，所以不用擔心持續啟動攝影機會造成系統的負擔，節省系統效能。

在這個程式裡所設定的工作是每5秒時截取一次圖像，所以每一次存好圖片後會使用cvWaitKey進行休眠，而這個函數可以偵測鍵盤的回傳值，當鍵盤中輸入esc時，會跳出while迴圈，程式就回結束。

#include "opencv2/highgui/highgui.hpp" #include <errno.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #include <unistd.h> int main(int argc, char** argv) {    //image header    IplImage* image;    int i;    CvCapture* capture = 0;        cvNamedWindow( "IMAGE", 1 );            while(1)    {        capture = cvCaptureFromCAM(0);        if( capture )        { //設定擷取畫面大小            cvSetCaptureProperty(                      capture,CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH,320);            cvSetCaptureProperty(                      capture,CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT,240);             image = cvQueryFrame( capture );   //擷取畫面前先將攝影機跑過一陣子            for(i=0;i<15;i++)            {                if(image = cvQueryFrame( capture ))                {                    cvWaitKey(20);                }                else                {                    break;                }            }            cvShowImage( "IMAGE", image );            cvSaveImage("./pic1.jpeg",image,0);            cvReleaseCapture( &capture ); //這裡cvWaitKey設定5秒，代表攝影機5秒才會截圖一次 //可依據需求做調整            if(cvWaitKey(5000)==27)  //press "esc" to exit            {                break;            }                    }        else        {            cvWaitKey(30);            continue;        }            }    cvDestroyWindow( "IMAGE" );    return 0; }

首先，在程式碼中，以下三者是一組的程式碼依序是，打開視窗、把圖片顯示到視窗中、關閉視窗：
cvNamedWindow( "IMAGE", 1 );
cvShowImage( "IMAGE", image );
cvDestroyWindow( "IMAGE" );

變數capture在一開始被宣告為CvCapture*型態，利用cvCaptureFromCAM(0)可以指定要從Webcam中擷取畫面，0是預設代號。

image = cvQueryFrame( capture )是把image指向擷取到的影像。

cvReleaseCapture可以釋放capture指標，在結束攝影機工作時記得要釋放掉

cvSaveImage函數可以存放影像，影像的路徑可以打絕對路徑或者相對路徑。

cvSetCaptureProperty的部分可以用來設定擷取的型態，在這邊是設定擷取的圖片大小為320*240，當然也可以設定為640*480，這是因人而異的。


之所以要先跑一個for迴圈在抓圖片，是因為我的攝影機在啟動時畫面會從全黑慢慢轉變成一般亮度，如果我只抓了第一張，那畫面就是一片黑...(可能是筆電上的Webcam太廉價)

執行的畫面：

連續擷取

以下是連續執行攝影機，當cvWaitKey偵測到esc按鍵之後，就會跳出while迴圈，存下最後一張圖片後結束。

雖然是連續截圖，但是在每一次截圖的中間可以擺上一個10~30ms的cvWaitKey等待時間，因為webcam的最高速度通常都是每秒30張左右，所以中間停留一陣子是不影響的。

程式的架構與上一個範例相似，差別在於while擺放的位置是不同的，所以程式的執行目的也跟著改變。

#include "opencv2/highgui/highgui.hpp" #include <errno.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #include <unistd.h> int main(int argc, char** argv) {    //image header    IplImage* image;    CvCapture* capture = 0;        capture = cvCaptureFromCAM(0);    cvSetCaptureProperty( capture,CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH,320);    cvSetCaptureProperty( capture,CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT,240);     if( capture )    {        cvNamedWindow( "IMAGE", 1 );        while(1)        {            image = cvQueryFrame( capture );                        cvShowImage( "IMAGE", image );            if(cvWaitKey(30)==27)  //press "esc" to exit            {                break;            }        }                cvSaveImage("./pic2.jpeg",image,0);        cvDestroyWindow( "IMAGE" );    }    cvReleaseCapture( &capture );    return 0; }

執行結果：

最後，所擷取到的圖片除儲存下來之外，還可以進行各種的影像處理，只需要把image所截到的圖片進入運算處裡即可。