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需求
嵌入式windows设备上的相机程序。
打开摄像头，兼容多种摄像头，摄像头分辨率切换(摄像头管理)。
对图像进行翻转、旋转、亮度调整(图像基本算法管理)
对调整后的图像进行拍照、延时拍照。
对调整后的图像进行录像(编码录制)。
对照片和录像进行回看(图片浏览器、视频播放器）
长时间运行稳定。
Demo
体验下载地址
CSDN：https://download.csdn.net/download/qq21497936/12827160
QQ群：1047134658（点击“文件”搜索“camera”，群内与博文同步更新）
原理
使用ffmpeg处理摄像头、使用OpenCV处理录像和播放；
相关博客
《项目实战：Qt+ffmpeg摄像头检测工具》
《项目实战：Qt+OpenCV视频播放器(支持播放器操作，如暂停、恢复、停止、时间、进度条拽托等)》
《OpenCV开发笔记（四）：OpenCV图片和视频数据的读取与存储》
《FFmpeg开发笔记（一）：ffmpeg介绍、windows开发环境搭建（mingw和msvc）》
v1.5.0功能
- 打开摄像头，兼容多种摄像头，摄像头分辨率切换(摄像头管理)。
- 对图像进行翻转、旋转、亮度调整(图像基本算法管理)
- 对调整后的图像进行拍照、延时拍照。
- 对调整后的图像进行录像(编码录制)。
- 对照片和录像进行回看(图片浏览器、视频播放器）
Demo核心代码
FfmpegCameraManager.h：摄像头管理类
#ifndef FFMPEGCAMERAMANAGER_H
#define FFMPEGCAMERAMANAGER_H
/************************************************************\
* 控件名称： FfmpegCameraManager, ffmpeg管理类（用于摄像头操作）
* 控件描述：
* 1.打开摄像头
* 2.支持动态切换分辨率
* 作者：红模仿 联系方式：QQ21497936
* 博客地址：https://blog.csdn.net/qq21497936
* 日期 版本 描述
* 2018年09年14日 v1.0.0 ffmpeg模块封装空类
* 2020年09年05日 v1.1.0 ffmpeg打开摄像头，支持的动态分辨率切换
* 2020年09年08日 v1.2.0 兼容各种摄像头，解决内存溢出bug，对最高帧率做了支持范围内的限制
* 限制帧率一般为25fps(除非最大小于25fps或者最小大于25fps)
\************************************************************/
#include <QObject>
#include <QString>
#include <QDebug>
#include <QTimer>
#include <QThread>
#include <QImage>
#include <QProcess>
#include <QMessageBox>
#include <QDateTime>
extern "C" {
#include "libavcodec/avcodec.h"
#include "libavformat/avformat.h"
#include "libswscale/swscale.h"
#include "libavdevice/avdevice.h"
#include "libavformat/version.h"
#include "libavutil/time.h"
#include "libavutil/mathematics.h"
#include "libavformat/avformat.h"
#include "libswscale/swscale.h"
#include "libswresample/swresample.h"
#include "errno.h"
#include "error.h"
}
#define LOG qDebug()<<__FILE__<<__LINE__<<QDateTime::currentDateTime().toString("hh:mm:ss:zzz")
class FfmpegCameraManager : public QObject
{
Q_OBJECT
public:
public:
explicit FfmpegCameraManager(QObject *parent = nullptr);
signals:
void signal_captureOneFrame(QImage image);
public:
static QString getAvcodecConfiguration();
public:
bool init();
bool openUsbCamera();
QString getUsbCameraName();
QList<QString> getUsbCameraInfo();
int getCurrentFps();
int getCurrentSizeFpsIndex();
QList<QSize> getListSize() const;
public slots:
void slot_start();
void slot_stop();
void slot_setSizeFps(int index);
protected slots:
void slot_captureOneFrame();
signals:
public slots:
private:
static bool _init;
AVFormatContext *_pAVFormatContext; // 全局上下文
AVInputFormat *_pAVInputFormat;
AVDictionary* _pAVDictionary; // 打开编码器的配置
AVCodecContext *_pAVCodecContextForAudio; // 音频解码器上下文
AVCodecContext *_pAVCodecContextForVideo; // 视频解码器上下文（不带音频）
AVCodec * _pAVCodecForAudio; // 音频解码器
AVCodec * _pAVCodecForVideo; // 视频解码器（不带音频）
int _streamIndexForAudio; // 音频流序号
int _streamIndexForVideo; // 视频流序号
SwrContext *_pSwrContextForAudio; // 音频转换上下文
bool _running;
bool _first;
bool _opened;
uint8_t *_pOutBuffer;
AVFrame * _pFrame;
AVFrame * _pFrameRGB;
AVPacket *_pAVPacket;
SwsContext *_pSwsContext;
int _videoIndex;
QString _cameraDescription;
QList<QSize> _listSize;
QList<int> _listFps;
QList<QString> _listSizeFpsInfo;
int _currentSizeFpsIndex;
};
#endif // FfmpegCameraManager_H
FfmpegCameraManager.cpp：摄像头管理类
...
bool FfmpegCameraManager::openUsbCamera()
{
if(!_init)
{
LOG << "未初始化";
return true;
}
_pAVInputFormat = av_find_input_format("dshow");
if(!_pAVInputFormat)
{
LOG << "Failed to av_find_input_format";
return false;
}
if(_cameraDescription == "")
{
LOG << "无摄像头";
return false;
}
QString cameraDescription = QString("video=%1").arg(_cameraDescription);
if(_listSizeFpsInfo.size() == 0)
{
LOG << "未获取到分辨率和帧率";
return false;
}
// 设置分辨率
av_dict_set(&_pAVDictionary,
"video_size",
QString("%1x%2").arg(_listSize.at(_currentSizeFpsIndex).width())
.arg(_listSize.at(_currentSizeFpsIndex).height()).toUtf8().data(),
0);
// 设置帧率
int frame = _listFps.at(_currentSizeFpsIndex);
av_dict_set(&_pAVDictionary,
"framerate",
QString("%1").arg(frame).toUtf8().data(),
0);
LOG << "打开摄像头：" << _cameraDescription
<< "分辨率：" << _listSize.at(_currentSizeFpsIndex).width() << "x" << _listSize.at(_currentSizeFpsIndex).height()
<< "帧率：" << _listFps.at(_currentSizeFpsIndex);
if(avformat_open_input(&_pAVFormatContext,
cameraDescription.toUtf8().data(),
_pAVInputFormat,
&_pAVDictionary) != 0)
{
LOG << "打开摄像头失败";
return false;
}
LOG << "打开摄像头成功";
_first = true;
_opened = true;
QTimer::singleShot(0, this, SLOT(slot_captureOneFrame()));
return true;
}
...
OpenCVManager.h：录像与播放视频类
#ifndef OPENCVMANAGER_H
#define OPENCVMANAGER_H
/************************************************************\
* 控件名称： OpenCVManager，OpenCV管理类
* 控件描述：
* 1.OpenCV操作支持
* 2.支持录像(.avi格式)
* 作者：红模仿 联系方式：QQ21497936
* 博客地址：https://blog.csdn.net/qq21497936
* 日期 版本 描述
* 2019年11月09日 v1.0.0 opencv拍照和录像Demo
* 2020年09月07日 v1.1.0 增加了单纯录像的接口
\************************************************************/
#include <QObject>
#include <QImage>
#include <QDateTime>
#include <QTimer>
// opencv
#include "opencv/highgui.h"
#include "opencv/cxcore.h"
#include "opencv2/core/core.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/opencv.hpp"
class OpenCVManager : public QObject
{
Q_OBJECT
public:
explicit OpenCVManager(QObject *parent = nullptr);
~OpenCVManager();
public:
QString getWindowTitle() const;
double getBrightness();
double getContrast() const;
double getSaturation() const;
double getHue() const;
double getGain() const;
bool getShowProperty() const;
double getExposure() const;
int getRotate() const;
bool getMirror() const;
public:
void setBrightness(double value);
void setContrast(double value);
void setSaturation(double value);
void setHue(double value);
void setGain(double value);
void setShowProperty(bool value);
void setExposure(double value);
void setRotate(int rotate);
void setMirror(bool mirror);
signals:
void signal_captureOneFrame(cv::Mat mat); // 接收图像后抛出信号
public:
bool startCapture(int usb, int width = 1280, int height = 720);
// 打开摄像头, 0...
bool startCapture(QString url, int width = 1280, int height = 720);
// 打开摄像头, 网络摄像头地址
bool stopCapture(); // 关闭摄像头
void startRecord(QString filePath); // 开始录像（使用的是opencv打开的摄像头）
void stopRecord(); // 停止录像（使用的是opencv打开的摄像头）
public slots:
void slot_inputRecordImage(QImage image);
void slot_stopRecordFormOut();
public: // 单独的一块业务，使用的是开始录像后，从类外面输入QImage进行录像
void startRecordFromOut(QString filePath, int fps);
void inputRecordImage(QImage image);
void stopRecordFormOut();
public slots:
bool start(); // 开启线程
bool stop(); // 关闭线程
protected slots:
void slot_captrueFrame(); // 消息循环获取图像
void slot_stopCapture(); // 当正在采集中时(>>时)，关闭摄像头会导致程序崩溃，所以采集与停止放一个线程中(消息循环)
protected slots:
void slot_startRecord(QString filePath); // 录像（使用的是opencv打开的摄像头）
void slot_stopRecord(); // 停止录屏（使用的是opencv打开的摄像头）
public:
static QImage cvMat2QImage(const cv::Mat &mat);
static cv::Mat image2Mat(QImage image); // Qimage 转 cv::Mat
static QImage mat2Image(cv::Mat mat); // cv::Mat 转 QImage
private:
cv::VideoCapture *_pVideoCapture; // 摄像头实例
cv::VideoWriter *_pVideoWrite; // 录像实例
QString _recordFilePath; // 录制文件路径
bool _running; // 线程是否运行
bool _showProperty; // 是否显示属性参数
double _brightness; // 亮度
double _contrast; // 对比度
double _saturation; // 饱和度
double _hue; // 色调
double _gain; // 增益
double _exposure; // 曝光度
int _width; // 宽度
int _height; // 高度
bool _recording; // 标志是否正在录像
bool _startRecording;
int _rotate; // 旋转度数
bool _mirror; // 是否翻转
int _fps; // 帧率
int _index; // 帧序号
private:
cv::VideoWriter *_pVideoWriteForOut; // 录像实例（从外部输入图像，非从opencv打开摄像头）
QString _recordFilePathForOut; // 录像文件路径（从外部输入图像，非从opencv打开摄像头）
private:
QString _windowTitle;
};
#endif // OPENCVMANAGER_H
OpenCVManager.h：录像与播放视频类
...
void OpenCVManager::inputRecordImage(QImage image)
{
if(!_startRecording)
{
return;
}
cv::Mat mat = image2Mat(image);
if(!_recording)
{
QString ext = _recordFilePath.mid(_recordFilePathForOut.lastIndexOf(".") + 1);
int cvFourcc = 0;
if(ext == "mpg")
{
cvFourcc = CV_FOURCC('D','I','V','X');
qDebug() << __FILE__ << __LINE__<< ext << "DIVX" << cvFourcc;
}else if(ext == "avi")
{
cvFourcc = CV_FOURCC('M','J','P','G');
qDebug() << __FILE__ << __LINE__<< ext << "avi" << cvFourcc;
}else if(ext == "mp4")
{
// mp4目前录制不成功（可以生成文件，但是打开失败）
cvFourcc = CV_FOURCC('M','P','4','2');
qDebug() << __FILE__ << __LINE__<< ext << "MP42" << cvFourcc;
}
qDebug() << __FILE__ << __LINE__ << mat.type() << mat.channels();
_pVideoWriteForOut->open(_recordFilePath.toStdString(), cvFourcc, _fps, cv::Size(mat.cols, mat.rows));
std::vector<cv::Mat> listMat;
cv::split(mat, listMat);
std::vector<cv::Mat> listMat2;
// 由于opencv对avi中mat的限制大小只能为0xFFFF，修改源码突破限制为0xFFFFFFFF后
// 在录像时，发现录入的mat是正确的，录制出来通道颜色变换了，需要手动对颜色通道进行修正
// 注意：仅限avi使用mjpg编码格式
// 1 2 0 偏绿
// 0 1 2 偏蓝
// 0 2 1 偏绿
// 1 2 3 严重不对
// 2 0 1 偏蓝
// 2 1 0 偏蓝
listMat2.push_back(listMat.at(0));
listMat2.push_back(listMat.at(1));
listMat2.push_back(listMat.at(2));
cv::merge(listMat2, mat);
_pVideoWriteForOut->write(mat);
_recording = true;
}else{
std::vector<cv::Mat> listMat;
cv::split(mat, listMat);
std::vector<cv::Mat> listMat2;
listMat2.push_back(listMat.at(0));
listMat2.push_back(listMat.at(1));
listMat2.push_back(listMat.at(2));
cv::merge(listMat2, mat);
_pVideoWriteForOut->write(mat);
}
}
...
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