windows下python调用海康威视网络摄像头sdk

本文参考以下博文加自己的实践，发现有些步骤是不必要的，例如不需要为opencv等第三方库指定路径

https://blog.csdn.net/c20081052/article/details/95082377
https://www.ryannn.com/archives/hikvision/comment-page-2#comments
https://blog.csdn.net/GottaYiWanLiu/article/details/106187962

运行环境：

Win10系统，64位，Anaconda3

python 3.7.9(基于anaconda环境)

vcpkg(boost,opencv3)

Visual Studio 2019

硬件：DS-2CD3T56DWD-I5

相机SDK： 设备网络SDK_V6.1.4.42(for Windows x64)

准备工作

1、海康SDK下载

下载地址：https://www.hikvision.com/cn/download_61.html

选择自己对应的系统平台版本，我这边选的是设备网络SDK_Win64 ：CH-HCNetSDKV6.1.4.42_build20200527_win64

该文件夹下主要是头文件和库文件。

2、下载安装vcpkg

vcpkg如何安装请参考别的博客。安装完以后，命令行cd至vcpkg根目录，然后命令行输入

./vcpkg install boost:x64-windows
./vcpkg install opencv3:x64-windows

即可安装boost和opencv3。

3、安装Swig

Swig是用来封装库的，下载链接：http://www.swig.org/download.html

我安装的版本是swigwin-4.0.2:http://prdownloads.sourceforge.net/swig/swigwin-4.0.2.zip

然后将安装目录添加至环境变量path

4、下载OpenCV-swig接口文件

下载地址：https://github.com/renatoGarcia/opencv-swig

我们主要会用到其目录下lib文件夹中的文件opencv文件夹和opencv.i接口文件

实现方案

1. 使用swig编译生成python和c++数据交换需要的.py和.cxx文件

新建一个文件夹，例如HicVision_python_SDK文件夹。将下载的opencv-swig\lib下的opencv.i和opencv文件夹放入新建的HicVision_python_SDK文件夹中。

复制以下三个文件，到新建的HicVision_python_SDK文件夹中。注意代码中的字符串不要出现中文即可避免编码问题。

HKIPcamera.i

/*  Example of wrapping a C function that takes a C double array as input using
 *  numpy typemaps for SWIG. */
%module HKIPcamera
%include <opencv/mat.i>
%cv_mat__instantiate_defaults
%header %{
    /*  Includes the header in the wrapper code */
    #include "HKIPcamera.h"
%}
 
%include "HKIPcamera.h"

HKIPcamera.h

#include 
using namespace cv;
 
void init(char* ip, char* usr, char* password);
Mat getframe();
void release();

HKIPcamera.cpp

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include "HCNetSDK.h"
#include "plaympeg4.h"
 
#define USECOLOR 1
 
using namespace cv;
using namespace std;
 
//--------------------------------------------
int iPicNum = 0;//Set channel NO.
LONG nPort = -1;
HWND hWnd = NULL;
CRITICAL_SECTION g_cs_frameList;
list<Mat> g_frameList;
LONG lUserID;
NET_DVR_DEVICEINFO_V30 struDeviceInfo;
HANDLE hThread;
LONG lRealPlayHandle = -1;
 
void yv12toYUV(char *outYuv, char *inYv12, int width, int height, int widthStep)
{
	int col, row;
	unsigned int Y, U, V;
	int tmp;
	int idx;
	for (row = 0; row < height; row++)
	{
		idx = row * widthStep;
		int rowptr = row * width;
 
		for (col = 0; col < width; col++)
		{
			tmp = (row / 2)*(width / 2) + (col / 2);
	
			Y = (unsigned int)inYv12[row*width + col];
			U = (unsigned int)inYv12[width*height + width * height / 4 + tmp];
			V = (unsigned int)inYv12[width*height + tmp];
 
			outYuv[idx + col * 3] = Y;
			outYuv[idx + col * 3 + 1] = U;
			outYuv[idx + col * 3 + 2] = V;
		}
	}
}
 
//解码回调 视频为YUV数据(YV12)，音频为PCM数据
void CALLBACK DecCBFun(long nPort, char * pBuf, long nSize, FRAME_INFO * pFrameInfo, long nReserved1, long nReserved2)
{
	long lFrameType = pFrameInfo->nType;
 
	if (lFrameType == T_YV12)
	{
#if USECOLOR
		//int start = clock();
		static IplImage* pImgYCrCb = cvCreateImage(cvSize(pFrameInfo->nWidth, pFrameInfo->nHeight), 8, 3);//得到图像的Y分量  
		yv12toYUV(pImgYCrCb->imageData, pBuf, pFrameInfo->nWidth, pFrameInfo->nHeight, pImgYCrCb->widthStep);//得到全部RGB图像
		static IplImage* pImg = cvCreateImage(cvSize(pFrameInfo->nWidth, pFrameInfo->nHeight), 8, 3);
		cvCvtColor(pImgYCrCb, pImg, CV_YCrCb2RGB);
		//int end = clock();
#else
		static IplImage* pImg = cvCreateImage(cvSize(pFrameInfo->nWidth, pFrameInfo->nHeight), 8, 1);
		memcpy(pImg->imageData, pBuf, pFrameInfo->nWidth*pFrameInfo->nHeight);
#endif
 
		EnterCriticalSection(&g_cs_frameList);
		//g_frameList.push_back(pImg);
		g_frameList.push_back(cv::cvarrToMat(pImg));
		LeaveCriticalSection(&g_cs_frameList);
}
 
 
///实时流回调
void CALLBACK fRealDataCallBack(LONG lRealHandle, DWORD dwDataType, BYTE *pBuffer, DWORD dwBufSize, void *pUser)
{
	DWORD dRet;
	switch (dwDataType)
	{
	case NET_DVR_SYSHEAD:    //系统头
		if (!PlayM4_GetPort(&nPort)) //获取播放库未使用的通道号
		{
			break;
		}
		if (dwBufSize > 0)
		{
			if (!PlayM4_OpenStream(nPort, pBuffer, dwBufSize, 1024 * 1024))
			{
				dRet = PlayM4_GetLastError(nPort);
				break;
			}
			//设置解码回调函数 只解码不显示
			if (!PlayM4_SetDecCallBack(nPort, DecCBFun))
			{
				dRet = PlayM4_GetLastError(nPort);
				break;
			}
			//打开视频解码
			if (!PlayM4_Play(nPort, hWnd))
			{
				dRet = PlayM4_GetLastError(nPort);
				break;
			}
		}
		break;
 
	case NET_DVR_STREAMDATA:   //码流数据
		if (dwBufSize > 0 && nPort != -1)
		{
			BOOL inData = PlayM4_InputData(nPort, pBuffer, dwBufSize);
			while (!inData)
			{
				Sleep(10);
				inData = PlayM4_InputData(nPort, pBuffer, dwBufSize);
				OutputDebugString(L"PlayM4_InputData failed \n");
			}
		}
		break;
	}
}
 
void CALLBACK g_ExceptionCallBack(DWORD dwType, LONG lUserID, LONG lHandle, void *pUser)
{
	char tempbuf[256] = { 0 };
	switch (dwType)
	{
	case EXCEPTION_RECONNECT:    //预览时重连
		printf("----------reconnect--------%d\n", time(NULL));
		break;
	default:
		break;
	}
}
 
bool OpenCamera(char* ip, char* usr, char* password)
{
	lUserID = NET_DVR_Login_V30(ip, 8000, usr, password, &struDeviceInfo);
	if (lUserID == 0)
	{
		cout << "Log in success!" << endl;
		return TRUE;
	}
	else
	{
		printf("Login error, %d\n", NET_DVR_GetLastError());
		NET_DVR_Cleanup();
		return FALSE;
	}
}
DWORD WINAPI ReadCamera(LPVOID IpParameter)
{
	//---------------------------------------
	//设置异常消息回调函数
	NET_DVR_SetExceptionCallBack_V30(0, NULL, g_ExceptionCallBack, NULL);
 
	//cvNamedWindow("Mywindow", 0);
	//cvNamedWindow("IPCamera", 0);
 
	//HWND  h = (HWND)cvGetWindowHandle("Mywindow");
	//h = cvNamedWindow("IPCamera");
	//---------------------------------------
	//启动预览并设置回调数据流 
	NET_DVR_CLIENTINFO ClientInfo;
	ClientInfo.lChannel = 1;        //Channel number 设备通道号
	ClientInfo.hPlayWnd = NULL;     //窗口为空，设备SDK不解码只取流
	ClientInfo.lLinkMode = 1;       //Main Stream
	ClientInfo.sMultiCastIP = NULL;
 
	LONG lRealPlayHandle;
	lRealPlayHandle = NET_DVR_RealPlay_V30(lUserID, &ClientInfo, fRealDataCallBack, NULL, TRUE);
	if (lRealPlayHandle < 0)
	{
		printf("NET_DVR_RealPlay_V30 failed! Error number: %d\n", NET_DVR_GetLastError());
		return -1;
	}
	else
		cout << "Call NET_DVR_RealPlay_V30 successful！" << endl;
	Sleep(-1);
	if (!NET_DVR_StopRealPlay(lRealPlayHandle))
	{
		printf("NET_DVR_StopRealPlay error! Error number: %d\n", NET_DVR_GetLastError());
		return 0;
	}
	NET_DVR_Logout(lUserID);
	NET_DVR_Cleanup();
	return 0;
}
 
 
void init(char* ip, char* usr, char* password) {
	//HANDLE hThread;
	//LPDWORD threadID;
	//---------------------------------------
	// 初始化
	NET_DVR_Init();
	//设置连接时间与重连时间
	NET_DVR_SetConnectTime(2000, 1);
	NET_DVR_SetReconnect(10000, true);
	OpenCamera(ip, usr, password);
	InitializeCriticalSection(&g_cs_frameList);
	hThread = ::CreateThread(NULL, 0, ReadCamera, NULL, 0, 0);
}
 
Mat getframe() {
	Mat frame1;
	EnterCriticalSection(&g_cs_frameList);
	while (!g_frameList.size()) {
		LeaveCriticalSection(&g_cs_frameList);
		EnterCriticalSection(&g_cs_frameList);
	}
	list<Mat>::iterator it;
	it = g_frameList.end();
	it--;
	Mat dbgframe = (*(it));
	(*g_frameList.begin()).copyTo(frame1);
	frame1 = dbgframe;
	g_frameList.pop_front();
	//imshow("camera", frame1);
	//waitKey(1);
 
	g_frameList.clear();   // 丢掉旧的帧
	LeaveCriticalSection(&g_cs_frameList);
	return(frame1);
}
 
void release() {
	::CloseHandle(hThread);
	NET_DVR_StopRealPlay(lRealPlayHandle);
	//关闭预览
	NET_DVR_Logout(lUserID);
	//注销用户
	NET_DVR_Cleanup();
}

这样HicVision_python_SDK文件夹下就拥有上图红框的所有文件了。然后使用cmd或者powershell，cd到这个路径，执行

swig -ID:\vcpkg\installed\x64-windows\include -python -c++ HKIPcamera.i

注意将其中的D:\vcpkg修改为自己的vcpkg安装目录。

执行之后将在该目录生成HKIPcamera.py和HKIPcamera_wrap.cxx。

2. 修改海康SDK下的plaympeg4.h文件

这里直接参考https://blog.csdn.net/c20081052/article/details/95082377所描述即可：

3、用VS2019编译生成动态链接库文件

首先创建空C++项目，并且项目命名为HKIPcamera


然后将之前文件夹下的三个文件放入项目中：

修改上面的编译选项为Release和x64

右键项目属性，切换选项卡为Release和x64，修改配置类型为动态库(.dll)

项目下添加3rdparty文件夹，在里面添加海康威视sdk的头文件和库文件：


取消安全周期检查：

VC++目录->包含目录中添加如下头文件路径(修改python目录到你自己的)：
注意使用了vcpkg之后，就不需要添加使用vcpkg安装的opencv等库的头文件和.lib了。

3rdparty\include
D:\ProgramData\Anaconda3\envs\dust37\Lib\site-packages\numpy\core\include
D:\ProgramData\Anaconda3\envs\dust37\include

VC++目录->库目录中添加如下库的路径：（修改python目录到你自己的）

D:\ProgramData\Anaconda3\envs\dust37\libs
3rdparty\lib
3rdparty\lib\HCNetSDKCom

预处理器->预处理器定义中内容如下：

WIN32
NDEBUG
_CONSULE
_CRT_SECURE_NO_WARNINGS

链接器->输入->附加依赖项中添加：
HCNetSDK.lib
GdiPlus.lib
HCAlarm.lib
HCCore.lib
HCGeneralCfgMgr.lib
HCPreview.lib
PlayCtrl.lib

注意使用了vcpkg之后，就不需要添加使用vcpkg安装的opencv等库的头文件和.lib了。
完成以上步骤后，右键工程项目名选择生成，之后会在工程x64文件夹下的Release文件夹下生成.dll和.lib文件如下（红色）

复制一份 HKIPcamera.dll 文件并重命名为 _HKIPcamera.pyd到该目录下，并将海康SDK中的3rdparty\lib下的库文件都复制到该目录），以及将上文中用swig生成的HKIPcamera.py 也复制过来（如上图蓝色）
最后编写了个test.py也放在上图目录下，其内容如下（主要用来检测是否编译成功了）：

import HKIPcamera
import time
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import cv2
 
 
ip = str('10.167.93.111')  # 摄像头IP地址，要和本机IP在同一局域网
name = str('admin')       # 管理员用户名
pw = str('abcd1234')        # 管理员密码
HKIPcamera.init(ip, name, pw)
# HKIPcamera.getfram()
#for i in range(100):
while(True):
    t = time.time()
    fram = HKIPcamera.getframe()
    t2 = time.time()
    cv2.imshow('123', np.array(fram))
    cv2.waitKey(1)
    print(t2-t)
    time.sleep(0.1)
HKIPcamera.release()
time.sleep(5)
HKIPcamera.init(ip, name, pw)

在anaconda的prompt控制台下运行该test.py，会看到python调用SDK的实时画面，其延迟性同网页预览版差不多。但比rtsp流读取的效果好很多~

至此成功！

将该库给别人使用

经过测试，该库给别人使用的唯一条件是目标计算机使用的python版本需要与编译时的python版本完全一致，而不需要在指定目录下安装opencv等库。

因此放上我个人编译的版本。
链接：https://pan.baidu.com/s/1YmkcezcqV4dnFS-s09tlhA
提取码：94gp
注意需要使用Python 3.7.9运行。运行时修改test.py中的8-10行为你自己的ip，name和pd

ip = str('10.167.93.111')  # 摄像头IP地址，要和本机IP在同一局域网
name = str('admin')       # 管理员用户名
pw = str('abcd1234')        # 管理员密码

然后使用

python test.py

即可运行。