MATLAB实现获取视频摄像头并实时处理视频帧

背景

文章初衷：帮助读者更好理解MATLAB调用摄像头的方法

文章目的：根据Matlab deep learning一书中的第一章源代码，改造GUI，加入调用摄像头，实现实时去雾效果

准备工作

源代码

首先需要准备《Matlab deep learning》一书中的第一章源代码，在Matlab中打开源代码。

安装插件

安装两个插件，分别是usbwebcams和osgenericvideointerface。

查看摄像头

在以上准备工作完成后，打开下图所示位置的APP选项

随后，在里面找到Image Acquisition Explorer打开，如下图所示

如果能正常打开摄像头，如下图所示，那么恭喜你，前期准备完成！

理解原理

将摄像头的每一帧画面导出，然后使用循环对每一帧进行去雾处理，并在axes上面显示，从而实现实时去雾处理的效果。

代码实现

将摄像头引入程序

将如下代码加入到MainForm的FileOpen_Callback函数中，注意，将整个函数的内容替换。

% 设定全局变量video
global video;

imaqhwinfo
% 将摄像头录像引入到obj
obj = videoinput("winvideo",1,"YUY2_640x480");
video = obj;
handles.obj = obj;
InitFig(hObject, handles);
% 准备在axes1上进行显示，注意，如果你不想在axes显示画面，可以设置在其他地方显示。
axes(handles.axes1);
% 对摄像头录像视频进行一些处理
vidRes1=get(obj,'VideoResolution');
nBands1=get(obj,'NumberOfBands');
set(obj,'ReturnedColorSpace','rgb');
handles.Img1 = 1;
% 在axes1上进行显示
himage1=imshow(zeros(vidRes1(2),vidRes1(1),nBands1));
preview(obj,himage1);

完成以上设定，在运行程序打开菜单中文件的打开，可以发现摄像头画面在axes1显示，效果大致如下图所示。

实现对每帧进行去雾处理

选择一个你喜欢的去雾算法，本文中选取的去雾算法是Retinex理论去雾算法。
以Retinex理论去雾算法为例，打开MainForm的RetinexDeFog_Callback函数，将如下代码替换原内容。

% 设定全局变量video
global video;
% 判断video是否有摄像头录像
if isequal(video, 0)
    msgbox('请载入图像！', '提示信息');
    return;
end

obj = video;
InitFig(hObject, handles);
axes(handles.axes1);
vidRes1=get(obj,'VideoResolution');
nBands1=get(obj,'NumberOfBands');
set(obj,'ReturnedColorSpace','rgb');
himage1=imshow(zeros(vidRes1(2),vidRes1(1),nBands1));
preview(obj,himage1); 

while true % 关键点
    try
        obj = video;
        frame = getsnapshot(obj); % 从摄像头读取一帧
        if isempty(frame)
            break; % 如果摄像头没有帧，退出循环
        end
 
        Img2 = RemoveFogByRetinex(frame, 0); % 将抽出的帧进行Retinex理论处理，得到Img2图像
        handles.Img2 = Img2;
        axes(handles.axes1); % axes1显示原图
        imshow(frame, []);
        axes(handles.axes2); % axes2显示处理后图像，形成对照
        imshow(Img2, []);
        guidata(hObject, handles);
        set(handles.textInfo, 'String', ...
            '基于RETINEX理论去雾算法。');
 
    catch ME
        disp(ME.getReport());
        break;
    end
end