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opencv - V4L2 绝对曝光设置（几乎）没有效果

问题描述

我正在尝试手动控制相机的曝光，但该设置只是短暂激活，但显然自动模式似乎仍然处于激活状态，正如我在相机图像上看到的那样。

我的相机有以下控件：

v4l2-ctl --list-ctrls-menus
                     brightness 0x00980900 (int)    : min=-127 max=128 step=1 default=0 value=0
                       contrast 0x00980901 (int)    : min=0 max=30 step=1 default=15 value=15
                     saturation 0x00980902 (int)    : min=0 max=127 step=1 default=54 value=54
                            hue 0x00980903 (int)    : min=-180 max=180 step=1 default=0 value=0
 white_balance_temperature_auto 0x0098090c (bool)   : default=1 value=1
                          gamma 0x00980910 (int)    : min=20 max=250 step=1 default=88 value=88
                           gain 0x00980913 (int)    : min=0 max=10 step=1 default=0 value=0
           power_line_frequency 0x00980918 (menu)   : min=0 max=2 default=1 value=1
                0: Disabled
                1: 50 Hz
                2: 60 Hz
      white_balance_temperature 0x0098091a (int)    : min=2500 max=7000 step=1 default=6000 value=6000 flags=inactive
                      sharpness 0x0098091b (int)    : min=0 max=60 step=1 default=10 value=10
         backlight_compensation 0x0098091c (int)    : min=0 max=2 step=1 default=0 value=0
                  exposure_auto 0x009a0901 (menu)   : min=0 max=3 default=3 value=1
                1: Manual Mode
                3: Aperture Priority Mode
              exposure_absolute 0x009a0902 (int)    : min=78 max=1250 step=1 default=312 value=1250
         exposure_auto_priority 0x009a0903 (bool)   : default=0 value=0

我设置并验证，同时通过基本opencv查看器观看图像，该查看器不进行任何控制：

# Verify initial setting
$ v4l2-ctl -C exposure_auto
exposure_auto: 3

# Set auto-exposure to "Manual exposure time, manual iris."
$ v4l2-ctl -c exposure_auto=1

# Verify that manual setting is active
$ v4l2-ctl -C exposure_auto
exposure_auto: 1

# Set an absolute exposure value
$ v4l2-ctl -c exposure_absolute=1000

# Verify set absolute exposure
$ v4l2-ctl -C exposure_absolute
exposure_absolute: 1000

我也玩exposure_auto_priority设置。

然而，当我改变曝光时，我可以很快看到来自相机的图像的效果，然后立即似乎回到“自动”模式。即相机自动调整它的亮度。

我在使用 时观察到的效果相同guvcview，它基本上为上述每个控件提供了一个滑块。当我更改曝光时，它会短暂应用，但随后似乎会应用自动曝光。虽然设置本身可以确认为已设置（使用v4l2-ctl -C ...）。

禁用white_balance_temperature_auto工作，我也试图摆弄任何其他值，但我找不到任何对曝光的依赖。

是什么推翻了手动曝光设置？

更新

一些系统信息：

核心：

$ uname -r
5.3.0-51-generic
cat /proc/version
Linux version 5.3.0-51-generic (buildd@lgw01-amd64-034) (gcc version 9.2.1 20191008 (Ubuntu 9.2.1-9ubuntu2)) #44-Ubuntu SMP Wed Apr 22 21:09:44 UTC 2020

媒体：

$ media-ctl -p
Failed to enumerate /dev/media0 (-13)

$ ls /dev/media* 
/dev/media0  /dev/media1  /dev/media2

V4L2：

$ v4l2-ctl --all
Driver Info:
    Driver name      : uvcvideo
    Card type        : HBV HD CAMERA: HBV HD CAMERA
    Bus info         : usb-0000:05:00.3-1.1
    Driver version   : 5.3.18
    Capabilities     : 0x84a00001
        Video Capture
        Metadata Capture
        Streaming
        Extended Pix Format
        Device Capabilities
    Device Caps      : 0x04200001
        Video Capture
        Streaming
        Extended Pix Format
Priority: 2
Video input : 0 (Camera 1: ok)
Format Video Capture:
    Width/Height      : 1920/1080
    Pixel Format      : 'MJPG' (Motion-JPEG)
    Field             : None
    Bytes per Line    : 0
    Size Image        : 4147200
    Colorspace        : sRGB
    Transfer Function : Default (maps to sRGB)
    YCbCr/HSV Encoding: Default (maps to ITU-R 601)
    Quantization      : Default (maps to Full Range)
    Flags             : 
Crop Capability Video Capture:
    Bounds      : Left 0, Top 0, Width 1920, Height 1080
    Default     : Left 0, Top 0, Width 1920, Height 1080
    Pixel Aspect: 1/1
Selection: crop_default, Left 0, Top 0, Width 1920, Height 1080, Flags: 
Selection: crop_bounds, Left 0, Top 0, Width 1920, Height 1080, Flags: 
Streaming Parameters Video Capture:
    Capabilities     : timeperframe
    Frames per second: 30.000 (30/1)
    Read buffers     : 0
                     brightness 0x00980900 (int)    : min=-127 max=128 step=1 default=0 value=0
                       contrast 0x00980901 (int)    : min=0 max=30 step=1 default=15 value=15
                     saturation 0x00980902 (int)    : min=0 max=127 step=1 default=54 value=54
                            hue 0x00980903 (int)    : min=-180 max=180 step=1 default=0 value=0
 white_balance_temperature_auto 0x0098090c (bool)   : default=1 value=1
                          gamma 0x00980910 (int)    : min=20 max=250 step=1 default=88 value=88
                           gain 0x00980913 (int)    : min=0 max=10 step=1 default=0 value=0
           power_line_frequency 0x00980918 (menu)   : min=0 max=2 default=1 value=1
      white_balance_temperature 0x0098091a (int)    : min=2500 max=7000 step=1 default=6000 value=6000 flags=inactive
                      sharpness 0x0098091b (int)    : min=0 max=60 step=1 default=10 value=10
         backlight_compensation 0x0098091c (int)    : min=0 max=2 step=1 default=0 value=0
                  exposure_auto 0x009a0901 (menu)   : min=0 max=3 default=3 value=3
              exposure_absolute 0x009a0902 (int)    : min=78 max=1250 step=1 default=312 value=312 flags=inactive
         exposure_auto_priority 0x009a0903 (bool)   : default=0 value=1

标签： opencvcamerawebcamv4l2

解决方案

查看UVC 类规范中的Exposure Time (Absolute) Control ，您可以从 usb.org 找到该规范。我引用了下面的规范版本 1.5。

请注意，手动曝光控制受到帧间隔的进一步限制，帧间隔始终具有更高的优先级。如果帧间隔更改为低于曝光控制当前值的值，曝光控制值将自动更改。默认曝光控制值将是当前帧间隔，直到选择明确的曝光值。

所以，这解释了你所看到的。绝对曝光时间以 100µs 为单位。您的默认值为 312，即 31200µs，这给出了 ~32 的帧速率。

exposure_absolute 0x009a0902 (int)    : min=78 max=1250 step=1 default=312 value=312 flags=inactive

Frames per second: 30.000 (30/1)

您将绝对曝光时间设置为 1000，即 100000µs。这会生效，但随后帧间隔 (31200µs) 优先并回落到 31200µs。

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