【OpenCV-Python】カメラのフレームレートは設定できない？

OpenCVでカメラのフレームレート(fps: frames per second)を設定するには、文法上は

import cv2

# カメラを開く
cap = cv2.VideoCapture(0)

# フレームレートを設定
ret = cap.set(cv2.CAP_PROP_FPS, 15)

のようにすると、フレームレートを15fpsに設定した事になります。

しかしながら、実際にカメラで画像を撮影してみると、フレームレートが変わったように感じません。

OSがLinuxではフレームレートを設定出来ているような情報を見かけるのですが、Windowsでは、あまり見かけません。

という事で、Windows環境でフレームレートが設定できるのか？評価してみました。

評価環境

カメラ：Anker PowerConf C200

OS:Windows11

Python 3.11

opencv-python 4.7.0.72

評価方法

以下のサンプルプログラムを実行し、３００枚撮影するのに掛かった時間を計測し、fpsを計算しました。

import cv2
import time

# カメラを開く
cap = cv2.VideoCapture(0)

# フレームレートを設定
ret = cap.set(cv2.CAP_PROP_FPS, 15)
# 設定されているフレームレートを取得
print(cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS))

# 撮影開始時間
start = time.perf_counter()

# 画像を300枚撮影する
for i in range(300):
    # 画像をキャプチャする
    ret, frame = cap.read()

# 画像300枚を撮影するのにかかった時間からfpsの計算
print(f"{300/(time.perf_counter() - start)}fps")

# カメラを閉じる
cap.release()
# すべてのウィンドウを閉じる
cv2.destroyAllWindows()

このプログラムを実行すると、

ret = cap.set(cv2.CAP_PROP_FPS, 15)

の部分でfpsを15に設定すると、戻り値（ret）は Trueとなり、一見、設定できているように見えるのですが、

print(cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS))

として、フレームレートを取得すると30fpsとなり、実際にはフレームレートは設定できていませんでした。

そこで、

cap = cv2.VideoCapture(0, cv2.CAP_DSHOW)

として、DirectShowを使ってカメラを開き、set()関数でfpsを15fpsに設定し、get()関数で設定したフレームレートを取得すると、ちゃんと変更されている事が確認できます。

しかしながら、実際にread()関数でカメラのフレーム画像を取得する時間を計算してみると、29.3fpsとなり、結局のところ、フレームレートは設定できていませんでした。

CAP_DSHOW(DirectShow)以外にCAP_MSMF(Microsoft Media Foundation)など、いろいろ試してみましたが、設定できず。

もちろん、fpsが設定できるかどうかは、カメラ依存の部分もあろうかと思いますが、３つのカメラで評価してみたところ、フレームレートを変更することはできませんでした。。

結局のところ、fpsを落とすには、フレームを間引くしか無いのかも？

参考

OpenCV: cv::VideoCapture Class Reference

docs.opencv.org

OpenCV: Flags for video I/O

docs.opencv.org