项目实战：Qt+Ffmpeg+OpenCV相机程序(打开摄像头、支持多种摄像头、分辨率调整、翻转、旋转、亮度调整、拍照、录像、回放图片、回放录像)

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开发专栏：项目实战（点击传送门）

OpenCV开发专栏（点击传送门）

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

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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

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__<

class FfmpegCameraManager : public QObject

{

Q_OBJECT

public:

explicit FfmpegCameraManager(QObject *parent = nullptr);

signals:

void signal_captureOneFrame(QImage image);

public:

static QString getAvcodecConfiguration();

public:

bool init();

bool openUsbCamera();

QString getUsbCameraName();

QList getUsbCameraInfo();

int getCurrentFps();

int getCurrentSizeFpsIndex();

QList 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 _listSize;

QList _listFps;

QList _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

// 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 listMat;

cv::split(mat, listMat);

std::vector 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 listMat;

cv::split(mat, listMat);

std::vector 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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