[OpenCV] VideoCapture 사용법.

다음의 코드는 OpenCV를 사용하여

• 웹캠(또는 다른 비디오 장치)을 탐색하고,
• 사용 가능한 비디오 장치 및 API Backend를 확인한 후,
• 선택된 카메라 장치에서 비디오 스트림을 가져와 화면에 출력하는 프로그램임.

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코드는 크게 세 가지 주요 기능으로 구성됨:

1. 사용 가능한 카메라 장치 탐색
2. 사용 가능한 API Backend 확인
3. 비디오 스트림 캡처 및 화면 출력

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코드의 주요 부분 설명:

1. 모듈 임포트:

   import cv2
   import sys, os
   import contextlib

• cv2: OpenCV 라이브러리로, 비디오 캡처 및 처리 기능을 제공.
• sys: 시스템 기능을 사용하기 위한 모듈로, 프로그램 종료 시 사용.
• os: os 와 관련된 추가 기능을 사용할 수 있도록 임포트.

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2. find_available_devices(max_devices=3):

• 이 함수는 시스템에 연결된 카메라 장치(웹캠 등)를 탐색.
• cv2.VideoCapture(device_id)를 통해 최대 3개의 장치(max_devices=3)를 시도
• 각 장치가 열리는지(isOpened) 확인한 후, 사용 가능한 장치를 list로 반환.
• 로그 레벨을 일시적으로 낮추어 경고 메시지를 억제한 후, 로그 레벨을 복구.

def find_available_devices(max_devices=3):
    available_devices = []

    # cv2.utils.logging.setLogLevel(cv2.utils.logging.LOG_LEVEL_SILENT)
    cv2.setLogLevel(0)
    for device_id in range(max_devices):
        cap = cv2.VideoCapture(device_id)
        print('----------------')
        if cap.isOpened():  # 장치가 열렸다면, 사용 가능
            available_devices.append(device_id)
            cap.release()  # 장치를 닫아줍니다.

    # cv2.utils.logging.setLogLevel(cv2.utils.logging.LOG_LEVEL_ERROR)
    cv2.setLogLevel(3)

    return available_devices

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3. check_available_backends(cam_id):

• 이 함수는 선택된 카메라에서 사용 가능한 API Backend(V4L2, DirectShow, FFmpeg 등)를 확인.
• 카메라 장치(cam_id)를 다양한 백엔드(CAP_V4L2, CAP_DSHOW, 등)를 사용하여 열 수 있는지 확인
• 가능한 Backends을 리스트에 추가하여 반환.

def check_available_backends(cam_id):
    """
    사용 가능한 API 백엔드를 확인하는 함수

    parameters:
    - None

    return value:
    - available_backends: list
    """
    backends = {
        "CAP_V4L2": cv2.CAP_V4L2,
        "CAP_DSHOW": cv2.CAP_DSHOW,
        "CAP_MSMF": cv2.CAP_MSMF,
        "CAP_AVFOUNDATION": cv2.CAP_AVFOUNDATION,
        "CAP_FFMPEG": cv2.CAP_FFMPEG
    }

    available_backends = []

    for name, api in backends.items():
        cap = cv2.VideoCapture(cam_id, api)  # 0번 카메라로 시도
        if cap.isOpened():
            available_backends.append(name)
            cap.release()

    return available_backends

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4. get_vc_prop(vc):

• 카메라 장치의 기본 속성인 밝기, 대비, 채도, 색조 값을 출력하는 함수.
• 이 함수는 카메라 속성을 확인하기 위한 목적으로 사용됨.

def get_vc_prop(vc):
    """
    중요하지 않은 video camera관련 정보 출력 메서드

    parameters:
    - vc: VideoCapture Object

    return value:
    - None
    """
    b = vc.get(cv2.CAP_PROP_BRIGHTNESS) # brightness
    c = vc.get(cv2.CAP_PROP_CONTRAST)   # contrast
    s = vc.get(cv2.CAP_PROP_SATURATION) # saturation
    h = vc.get(cv2.CAP_PROP_HUE)        # hue
    print(f'{b = } ; {c = } ; {s = } ; {h = }')

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5. main(cam_id, api_backend):

• 이 함수는 주된 비디오 캡처 및 화면 출력 기능을 수행.
• 선택된 카메라 장치(cam_id)와 백엔드(api_backend)를 사용하여 카메라에서 비디오 스트림을 획득.
• 카메라의 프레임 해상도, FPS, 코덱 정보 등을 출력한 후,
• 무한 루프를 통해 카메라로부터 프레임을 지속적으로 읽어와 화면에 출력.
• q 또는 esc 키를 눌러 프로그램을 종료할 수 있음.

def main(cam_id,api_backend):
    cv2.namedWindow('Video from Webcam',
                    # cv2.WINDOW_GUI_NORMAL,
                    cv2.WINDOW_GUI_EXPANDED,
                    )
    vc = cv2.VideoCapture(cam_id) #, cv2.CAP_DSHOW)
    if not vc.isOpened():
        sys.exit(f'ERROR: Can\'t connect camera: {cam_id}')

    frame_w = int(vc.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
    frame_h = int(vc.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))
    fps = vc.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
    fourcc = int(vc.get(cv2.CAP_PROP_FOURCC)) # codec info. 4character

    fourcc_str = "".join([chr((fourcc >> 8 * i) & 0xFF) for i in range(4)])
    print(f"Camera resolution: {frame_w}x{frame_h}")
    print(f"FPS: {fps}")
    print(f"Codec: {fourcc_str}")
    get_vc_prop(vc)

    while True:
        is_ok, frame = vc.read()

        if not is_ok:
            print('Can\'t acquire video frame!')
            break

        cv2.imshow('Video from Webcam', frame)

        key = cv2.waitKey(10)
        if key & 0xff == ord('q'):
            break
        elif key & 0xff == 27: #esc
            break

    cv2.destroyAllWindows()
    vc.release()

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6. if __name__ == "__main__"::

• 프로그램의 메인 실행 block.
• 먼저 사용 가능한 카메라 장치를 탐색한 후,
• 해당 장치에서 사용할 수 있는 비디오 캡처 API 백엔드를 확인.
• 만약 사용 가능한 카메라와 API 백엔드가 있다면, 선택된 카메라 장치와 백엔드를 사용하여 비디오 스트림을 출력함.

if __name__ == "__main__":
    available_devices = find_available_devices()
    print("Available devices:", available_devices)

    if len(available_devices) >0 :
        # 확인된 사용 가능한 백엔드 출력
        available_apis = check_available_backends(available_devices[0])
        print("Available Video Capture APIs:", available_apis)

        if len(available_apis) > 0:
            main(available_devices[0],
                 available_apis[0],
                 )
        else:
            print('There is not an available api backend!')
    else:
        print('There is not an available camera!')

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전체 요약:

1. 카메라 장치 탐색: find_available_devices()
   • 사용 가능한 카메라 장치를 탐색 수행.
   • 사용 가능한 장치 목록을 반환합니다.
2. API Backend 확인: check_available_backends()
   • 각 카메라 장치에서 사용할 수 있는 비디오 캡처 API 백엔드를 확인.
3. 비디오 스트림 처리: main()
   • 선택된 카메라 장치와 backend를 사용하여
   • 비디오 스트림을 캡처하고,
   • 화면에 출력합니다.
4. 종료 조건:
   • 사용자는 q 또는 esc 키를 눌러 비디오 스트림을 종료 가능함.

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같이보면 좋은 자료

2024.09.11 - [Programming/DIP] - [OpenCV] API Backend for VideoCapture

[OpenCV] API Backend for VideoCapture