Matlab上位机开发（四）Matlab获取自带摄像头或者USB摄像头数据
1. 两种获取摄像头的方式
Matlab自身不支持直接读取摄像头数据，需要安装硬件支持包才可以获取，目前常用的有两个包：
第一个是 MATLAB Support Package for USB Webcams，这个包可以获取任何USB摄像头的图像（UVC），也可以获取电脑自带摄像头的数据，兼容 R2014a 到 R2020a 的版本。
第二个是Image Acquisition Toolbox Support Package for OS Generic Video Interface，更加通用，它也兼容 R2014a 到 R2020a 的版本。（推荐）
2. 使用Image Acquisition Toolbox
2.1. 安装硬件支持包
首先执行这条命令打开摄像头，测试是否可以调用videoinput函数：
video_source = videoinput('winvideo',1)
如果出现图中的错误，那么恭喜你，需要手动安装硬件支持包了。
点击获取附加功能中的获取硬件支持包：
按照图中所示找到该支持包：
安装支持包：
这个安装之前需要登录Matlab账号，安装过程也比较慢。
2.2. 玩转摄像头
① 查看电脑上已经安装的图像适配器
Matlab的图像获取工具箱（第一步安装的硬件支持包）中提供了函数，可以获取查询当前PC上已经连接的摄像头信息，函数如下：
imaqhwinfo()
其中InstalledAdaptors的值给出了当前电脑上已经安装的摄像头适配器个数，这里我的电脑上只有一个：winvideo。
② 查看摄像头设备具体参数
使用该命令查看上一步获取到的图像适配器的具体参数：
win_info = iimaqhwinfo('winvideo')
可以看到其中给出了该图像适配器具体的一些参数，特别需要注意的是，该函数返回了连接在当前图像适配器winvideo上的所有摄像头的设备ID和设备信息！
当前我的电脑上一共有两个摄像头，一个是笔记本电脑内置的摄像头，另一个是我连接的USB 2.0 摄像头，接下来以USB摄像头为例，说明如何查看摄像头的设备ID和具体信息：
在工作区找到保存信息的变量win_info，双击查看其值：
可以看到，两个摄像头的设备ID分别为1和2，一般来说，电脑内置的摄像头的ID为1。
同样，双击win_info.DeviceInfo变量，可以查看摄像头的具体参数：
这里摄像头支持的格式有40多种，不方便查看，我们可以在命令行查看：
win_info.DeviceInfo.SupportedFormats
③ 创建视频输入对象
使用如下的命令来创建一个视频输入对象：
video_obj = videoinput(adaptorname,deviceID,format)
该函数的三个参数说明如下：
- adaptorname：适配器名称（必须）
- deviceID：设备ID号（必须）
- format：视频采集格式（不填写则使用默认）
如下，我要创建USB摄像头的视频输入对象：
video_obj = videoinput('winvideo',2)
④ 预览视频对象
使用如下命令即可预览视频对象，该函数会自动打开一个窗口，播放摄像头画面：
preview(video_obj)
3. 使用USB Webcams包
3.1. 安装硬件支持包
点击获取附加功能中的获取硬件支持包：
按照图中所示找到该支持包：
安装支持包：
这个包不需要授权，只需要安装之前登录Matlab账号即可，安装过程非常快。
3.2. 玩转摄像头
① 查看当前摄像头设备列表
webcamlist
需要注意，使用webcam的时候，下标从1开始，1对应USB Camera，2对应Integrated Camera。
② 获取视频对象
一行代码即可获取，非常舒服，比如获取外接USB摄像头的输入对象：
cam1 = webcam(1)
同样可以获取电脑自带摄像头的输入对象：
cam1 = webcam(2)
③ 预览视频对象
使用如下命令即可预览视频对象，该函数会自动打开一个窗口，播放摄像头画面：
preview(cam1)
④ 查看摄像头支持的分辨率并修改：
<刚刚获取的设备对象>.AvailableResolutions
然后根据修改为需要的分辨率：
<刚刚获取的设备对象>.Resolution = <指定的分辨率>
再次preview之后即可看到分辨率改变。
⑤ 用完之后清除对象
clear <刚刚获取的对象>
4. 在GUI中显示视频流并拍照
在Gui界面中显示视频流尽量使用Image Acquisition Toolbox。
4.1. 拖动控件，设计界面
在命令行输入guide启动设计界面，新建一个设计文件。
设计的界面如下：
4.2. 实时显示摄像头画面
点击开启按钮后，在第一个坐标区实时显示摄像头画面，代码如下：
首先创建一个全局的视频输入对象：
global video_obj;
video_obj = videoinput('winvideo', 2, 'YUY2_640x480');
然后设置图像格式为RGB：
set(video_obj,'ReturnedColorSpace','rgb');
获取视频输入对象的信息，用于在坐标区显示：
videoRes = get(video_obj, 'VideoResolution');
nBands = get(video_obj, 'NumberOfBands');
转换，将视频输入对象与坐标区控件关联起来：
hImage = image(zeros(videoRes(2), videoRes(1), nBands),'parent',handles.axes1);
开始显示：
preview(video_obj,hImage);
start(video_obj);
完整的代码如下：
global video_obj;
video_obj = videoinput('winvideo', 2, 'YUY2_640x480');
set(video_obj,'ReturnedColorSpace','rgb');
videoRes = get(video_obj, 'VideoResolution');
nBands = get(video_obj, 'NumberOfBands');
hImage = image(zeros(videoRes(2), videoRes(1), nBands),'parent',handles.axes1);
preview(video_obj,hImage);
start(video_obj);
接下来启动后，点击开启按钮，就可以在第一个坐标区看到摄像头实时画面了。
4.3. 关闭摄像头实时显示
点击关闭按钮后，关闭在第一个坐标区实时显示的摄像头画面，代码如下：
global video_obj;
stop(video_obj);
closepreview(video_obj);
delete(video_obj);
接下来启动后，点击关闭按钮，就可以关闭在第一个坐标区看到摄像头实时画面了。
4.4. 拍照（抓取画面）
点击拍照按钮，即可抓取当前视频流的画面，显示在第二个坐标区控件，代码如下：
global video_obj;
mypic = getsnapshot(video_obj);
axes(handles.axes2);
imshow(mypic);
如果需要对抓取的图片进行处理，则将图片变量mypic设为全局变量！
启动后即可看到效果。
接收更多精彩文章及资源推送，欢迎订阅我的微信公众号：『mculover666』。
