带有多个网络摄像头的 OpenCV - 如何判断代码中的哪个摄像头？

Question

以前，我使用带有以太网连接和不同 IP 地址的工业相机来设置多个相机。现在我正在尝试使用 OpenCV 进行多相机设置，但我不确定如何匹配 OpenCV VideoCapture特定相机的 ID。

我可能应该以我目前的情况为例，让我的问题更清楚。我目前连接了 3 个摄像头。如果重要的话，我正在使用 Ubuntu 18.04。这是我来自 lsusb 的输出(除了我连接的 3 个罗技网络摄像头，省略了所有内容):

$ lsusb
Bus 001 Device 013: ID 046d:0843 Logitech, Inc. Webcam C930e
Bus 001 Device 003: ID 046d:0843 Logitech, Inc. Webcam C930e
Bus 001 Device 006: ID 046d:0892 Logitech, Inc. OrbiCam

如您所见，我有 2 C930e s 和一个 OrbiCam连接的。基于这篇非常有用的帖子:

https://superuser.com/questions/902012/how-to-identify-usb-webcam-by-serial-number-from-the-linux-command-line

我发现我可以像这样获得摄像头的序列号:

$ sudo lsusb -v -d 046d:0843 | grep -i serial
  iSerial                 1 D2DF1D2E
  iSerial                 1 99A8F15E
$ sudo lsusb -v -d 046d:0892 | grep -i serial
  iSerial                 1 C83E952F

太好了，所以我现在有一种方法可以根据存储在摄像头内存中的序列号( D2DF1D2E 、 99A8F15E 和 C83E952F )来唯一标识每个摄像头。

问题是，在 OpenCV 中打开网络摄像头连接的操作如下:

vidCapForCamX = cv2.VideoCapture(OPEN_CV_VID_CAP_ID_FOR_CAM_X)
vidCapForCamY = cv2.VideoCapture(OPEN_CV_VID_CAP_ID_FOR_CAM_Y)
vidCapForCamZ = cv2.VideoCapture(OPEN_CV_VID_CAP_ID_FOR_CAM_Z)

其中摄像头 X、Y 和 Z 是我需要使用的 3 个摄像头，每个摄像头用于不同的确定目的，以及 OPEN_CV_VID_CAP_ID_FOR_CAM_X , Y , 和 Z是 OpenCV VideoCapture身份证件。现在，我正在通过以下手动过程将相机与 OpenCV VideoCapture ID 相关联:

1) 编写一个这样的测试脚本:

# cam_test.py

import numpy as np
import cv2

cap = cv2.VideoCapture(4)

cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 1920)
cap.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 1080)


while True:
    # Capture frame-by-frame
    ret, frame = cap.read()

    # Display the resulting frame
    cv2.imshow('frame', frame)

    keyPress = cv2.waitKey(10)
    if keyPress == ord('q'):
        break
    # end if

# end while

# When everything done, release the capture
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

2) 为 VideoCapture 尝试数字 0-99参数，直到我为我的 3 个连接的相机找到 3 个魔数(Magic Number)。在我当前的示例中，它们是 0、2 和 4。

3) 每次我找到一个有效的 VideoCapture ID，在每个摄像头前挥手，直到我确定是哪一个 VideoCapture ID 是为了，然后写下我项目中需要对应的相机，例如在我的情况下:

0 => serial D2DF1D2E => cam X
2 => serial 99A8F15E => cam Y
4 => serial C83E952F => cam Z

4) 编辑我的代码(或存储的配置文件或数据库字段)，以便 cam X 使用 VideoCapture ID 0，凸轮 Y 使用 VideoCapture ID 2 等

我应该澄清相机 X、Y 和 Z 位于不同的位置并用于不同的目的，即如果我使用 VideoCapture cam X 的 ID 4 应用程序将无法工作(它们必须按上述方式映射)。

显然，对于生产应用程序，此例程是 Not Acceptable 。

我意识到我可以做这样的事情:

import cv2

openCvVidCapIds = []

for i in range(100):
    try:
        cap = cv2.VideoCapture(i)
        if cap is not None and cap.isOpened():
            openCvVidCapIds.append(i)
        # end if
    except:
        pass
    # end try
# end for

print(str(openCvVidCapIds))

获取有效 OpenCV 的列表 VideoCapture IDs，但我还是得做手动手波的事情来确定哪个OpenCV VideoCapture ID 对应于每个摄像机。

更糟糕的是，将哪个摄像头连接到设备上的哪个物理端口会改变 OpenCV VideoCapture ID，因此如果任何摄像机连接发生变化，或者添加或删除了一个摄像头，则必须对所有摄像机重复手动过程。

所以我的问题是 ，是否有一些天才的方法(在代码中，而不是手动方法)将每个摄像头的序列号或存储在摄像头内存中的其他一些唯一 ID 与 OpenCV 似乎为 VideoCapture 提供的魔数(Magic Number)相关联。身份证？

换一种方式提出我的问题 ，我需要写一个函数 camSerialNumToOpenCvVidCapId可以这样使用:

vidCapForCamX = cv2.VideoCapture(camSerialNumToOpenCvVidCapId(D2DF1D2E))
vidCapForCamY = cv2.VideoCapture(camSerialNumToOpenCvVidCapId(99A8F15E))
vidCapForCamZ = cv2.VideoCapture(camSerialNumToOpenCvVidCapId(C83E952F))

这可能吗？怎么做？

附言我对 OpenCV C++ 或 Python 感到很满意，任何使用其中任何一个的有用答案都将不胜感激。

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这个问题:

OpenCV VideoCapture device index / device number

有与使用 Windows API 调用有关的响应(未接受)，但我使用的是 Ubuntu。

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@ Micka，这是我在/dev/中的相机:

$ ls -l /dev/video*
crw-rw----+ 1 root video 81, 0 Nov 20 12:26 /dev/video0
crw-rw----+ 1 root video 81, 1 Nov 20 12:26 /dev/video1
crw-rw----+ 1 root video 81, 2 Nov 20 12:26 /dev/video2
crw-rw----+ 1 root video 81, 3 Nov 20 12:26 /dev/video3
crw-rw----+ 1 root video 81, 4 Nov 20 12:26 /dev/video4
crw-rw----+ 1 root video 81, 5 Nov 20 12:26 /dev/video5

我不确定这是否有帮助

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在考虑更多之后，我真正需要的是 OpenCV 中的一个 cam 属性来唯一地识别每个相机。获得可用列表后 VideoCapture上面提到的 ID，如果有这样的属性:

serialNum = cv2.get(cv2.CAP_PROP_SERIAL_NUM)

那么它会很容易，但似乎没有这样的属性或任何类似的东西(在检查 cv2.CAP_PROP_* 的 PyCharm 自动完成并阅读 VideoCapture 的 OpenCV 文档之后)。

Answer 1

对于您找到的解决方案，您需要 root 权限。在我使用 Ubuntu20 的设置中，这不是必需的:

udevadm info --name=/dev/video0

这将输出检测到的第一个摄像头的属性。通过“grep”管道过滤掉所有相机不同的特定属性，如“ID_SERIAL=”。然后，您可以使用“cut”删除此字符串的开头“ID_SERIAL=”并保留如下值:

udevadm info --name=/dev/video0 | grep ID_SERIAL= | cut -d "=" -f 2

在 Python 中，您可以运行外部命令来获取此信息，例如:

def get_cam_serial(cam_id):
    # Prepare the external command to extract serial number. 
    p = subprocess.Popen('udevadm info --name=/dev/video{} | grep ID_SERIAL= | cut -d "=" -f 2'.format(cam_id),
                         stdout=subprocess.PIPE, shell=True)

    # Run the command
    (output, err) = p.communicate()

    # Wait for it to finish
    p.status = p.wait()

    # Decode the output
    response = output.decode('utf-8')

    # The response ends with a new line so remove it
    return response.replace('\n', '')

要获取所有相机序列号，只需遍历几个相机 ID。在我的设置中，尝试相机 ID 0 和 1 的目标是同一台相机。 2 和 4 也以第二个相机为目标，因此循环可以有 2 步。提取所有 ID 后，将它们放入字典中，以便能够将凸轮 ID 与序列号相关联。完整的代码可能是:

serials = {}
FILTER = "ID_SERIAL="


def get_cam_serial(cam_id):
    p = subprocess.Popen('udevadm info --name=/dev/video{} | grep {} | cut -d "=" -f 2'.format(cam_id, FILTER),
                         stdout=subprocess.PIPE, shell=True)
    (output, err) = p.communicate()
    p.status = p.wait()
    response = output.decode('utf-8')
    return response.replace('\n', '')


for cam_id in range(0, 10, 2):
    serial = get_cam_serial(cam_id)
    if len(serial) > 6:
        serials[cam_id] = serial

print('Serial numbers:', serials)