OpenCV學習筆記（6）基於 VC+OpenCV+DirectShow 的多個攝像頭同步工作

http://blog.csdn.net/chenyusiyuan/article/details/4643313

因項目需要采集2個攝像頭的數據進行雙目檢測，一開始采用以下代碼來測試：

#include "stdafx.h"

#include <cv.h>
#include <cxcore.h>
#include <highgui.h>

int main(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    CvCapture* capture1 = cvCreateCameraCapture( 0 );
    CvCapture* capture2 = cvCreateCameraCapture( 1 );

    double w = 320, h = 240;
    cvSetCaptureProperty ( capture1, CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH,  w );  
    cvSetCaptureProperty ( capture1, CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, h );
    cvSetCaptureProperty ( capture2, CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH,  w );  
    cvSetCaptureProperty ( capture2, CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, h );

    cvNamedWindow( "Camera_1", CV_WINDOW_AUTOSIZE );
    cvNamedWindow( "Camera_2", CV_WINDOW_AUTOSIZE );

    IplImage* frame1;
    IplImage* frame2;

    int n = 2;
    while(1)
    {
        frame1 = cvQueryFrame( capture1 );
        if( !frame1 ) break;
        cvShowImage( "Camera_1", frame1 );

        frame2 = cvQueryFrame( capture2 );
        if( !frame2 ) break;
        cvShowImage( "Camera_2", frame2 );

        int key = cvWaitKey(30);
        if( key == 27 ) break;
    }
    cvReleaseCapture( &capture1 );
    cvReleaseCapture( &capture2 );
    cvDestroyWindow( "Camera_1" );
    cvDestroyWindow( "Camera_2" );

    return 0;
}

這個程序在使用不同類型的攝像頭時，例如我使用一個普通的網絡攝像頭，另外一個是手機上的攝像頭（這款手機具有網絡攝像頭功能），這樣的話程序就能正常運行；但如果攝像頭是相同類型時，就只能讀取其中一個攝像頭的數據了，第二個窗口則是一片灰色。查閱開發文檔資料得知 cvCreateCameraCapture(int index) 函數可以選擇攝像頭，但實際測試發現 cvCreateCameraCapture 只接受 –1 和 0 兩種參數，其他值，如1,2,101,102,201,202...全都無法正確的切換到第二個接入的攝像頭。如果兩個 capture 都使用 cvCreateCameraCapture(-1)，是可以切換到第二個攝像頭，但當第二次執行 cvCreateCameraCapture() 函數時，會強行彈出選擇攝像頭的對話框要你手動選擇，而且以後再添加攝像頭的話，還得修改代碼重新build，實際項目中肯定不能這樣處理。在OpenCV中文論壇上找到的解釋是，如果攝像頭的名稱是「USB視頻設備 #*」，則 OpenCV  只能讀取其中一個的數據。

查閱opencv的cvcam官方文檔，找到一些資料： 

/*
Begin work with cvcam, you can select single or multiple cameras in 2 ways. 
The first is using a camera selection dialog with cvcamSelectCamera. See an example below: 
*/ 

//Prototype 
/*
Pops up a camera(s) selection dialog 
Return value - number of cameras selected (0,1 or 2); 
Argument: an array of selected cameras numbers 
NULL if none selected. Should be released with free() when not needed. 
if NULL passed, not used. 
*/ 
CVCAM_API int cvcamSelectCamera(int** out); 
Function ThatSelectsCamera() 
{ 
 int* out; 
 int nselected = cvcamSelectCamera(&out); 
 if(nselected>0) 
    printf("the 1-st selected camera is camera number %d", out[0]); 
 if(nselected == 2) 
    printf("the 2-nd selected camera is camera number %d", out[1]); 
 free(out); 
 return; 
} 

/*
Note: if you don』t need selected cameras numbers, simply call cvcamSelectCamera(NULL) 
Note2: Linux version of cvcam currently has no implementation of cvcamSelectCamera. 
*/

//The second, non-dialog way is to use CVCAM_PROP_ENABLE property like this:

int desiredcamera = 0;//for example 
cvcamSetProperty(desiredcamera, CVCAM_PROP_ENABLE,CVCAMTRUE); 

根據上述說明，我找到了下面這段對應的代碼，不過應該是用 VC6+OpenCV1.0 寫的，在我的機子上（VS2008+OpenCV2.0）運行不了，不能驗證是否有效，不過還是貼出來供大家討論：

#include <cvcam.h>
#include <cv.h>
#include <highgui.h>
#include "stdio.h"
#include <windows.h>

void StereoCallback(IplImage *frame1,IplImage *frame2);
void onMouse(int Event,int x,int y,int flags,void *param);

IplImage *image1,*image2;

char *strleft[4]={"left1.bmp","left2.bmp","left3.bmp","left4.bmp"};
char *strright[4]={"right1.bmp","right2.bmp","right3.bmp","right4.bmp"};

void main()
{
    HWND CaptureWindow1=0;
    HWND CaptureWindow2=0;
    

//int ncams=cvcamGetCamerasCount(); //獲取攝像頭的個數
//用對話框的形式來選取攝像頭
    int *CameraNumber;
    int nSelected = cvcamSelectCamera(&CameraNumber);

/* //灰色圖像
    image1=cvCreateImage(cvSize(320,240),IPL_DEPTH_8U,1);
    image2=cvCreateImage(cvSize(320,240),IPL_DEPTH_8U,1);
*/

//彩色圖像
    image1=cvCreateImage(cvSize(320,240),IPL_DEPTH_8U,3);
    image2=cvCreateImage(cvSize(320,240),IPL_DEPTH_8U,3);

//初始化兩個攝像頭
        cvNamedWindow("cvcam1 Window",1);
        CaptureWindow1=(HWND)cvGetWindowHandle("cvcam1 Window");
        cvcamSetProperty(CameraNumber[0], CVCAM_PROP_ENABLE, CVCAMTRUE);
        cvcamSetProperty(CameraNumber[0], CVCAM_PROP_RENDER, CVCAMTRUE);
        cvcamSetProperty(CameraNumber[0], CVCAM_PROP_WINDOW, &CaptureWindow1);
        cvSetMouseCallback("cvcam1 Window",onMouse,0);
    
        cvNamedWindow("cvcam2 Window",1);
        CaptureWindow2=(HWND)cvGetWindowHandle("cvcam2 Window");
        cvcamSetProperty(CameraNumber[1], CVCAM_PROP_ENABLE, CVCAMTRUE);
        cvcamSetProperty(CameraNumber[1], CVCAM_PROP_RENDER, CVCAMTRUE);
        cvcamSetProperty(CameraNumber[1], CVCAM_PROP_WINDOW, &CaptureWindow2);

//讓兩個攝像頭同步    
        cvcamSetProperty(CameraNumber[0], CVCAM_STEREO_CALLBACK,(void *)&StereoCallback);    

//啟動程序
    cvcamInit();
    cvcamStart();
    cvWaitKey(0);

    cvcamStop();
    cvcamExit();
    free(CameraNumber);
    cvDestroyWindow("cvcam1 Window");
    cvDestroyWindow("cvcam2 Window");
}

void StereoCallback(IplImage* frame1,IplImage *frame2)
{
/*   //把圖像轉換成灰度圖並保存到image中
    cvCvtColor(frame1,image1,CV_RGB2GRAY);
    cvCvtColor(frame2,image2,CV_RGB2GRAY);
    */

//拷貝圖像到全局變量image中 該函數這樣用存在問題 
    cvCopy(frame1,image1);
    cvCopy(frame2,image2);
//    image1=cvCloneImage(frame1);
//    image2=cvCloneImage(frame2);
    //對截取的圖像翻轉
    cvFlip(image1,image1,0);
    cvFlip(image2,image2,0);
}

void onMouse(int Event,int x,int y,int flags,void *param)
{    
    static int num=0;
        if(Event==CV_EVENT_LBUTTONDOWN)
        {
        if(num==4)num=0;//只是固定定義了保存4張圖片，為了不讓程序非法而設置的復原
            cvcamPause();
            //圖像保存
        cvSaveImage(strleft[num],image1);    
        cvSaveImage(strright[num],image2);
        //    cvSaveImage("left.bmp",image1);
        //    cvSaveImage("right.bmp",image2);

        }
        if(Event==CV_EVENT_RBUTTONDOWN)
        {
            cvcamResume();
            num++;
        }        
}

在論壇上找了很久，最終找到了解決辦法，即利用於仕琪老師提供的DirectShow視頻采集方案（http://www.opencv.org.cn/index.php/%E4%BD%BF%E7%94%A8DirectShow%E9%87%87%E9%9B%86%E5%9B%BE%E5%83%8F）。該方案介紹的CCameraDS類調用采集函數可直接返回IplImage，使用更方便，且集成了DirectShow，勿需安裝龐大的DirectX/Platform SDK。

利用該方案提供的例程，結合上一篇筆記中單窗口顯示多個視頻子圖像的程序，就實現了讀取兩個攝像頭的數據、並進行實時邊緣檢測的功能，主函數代碼如下：

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// Multiple Cameras Capture using DirectShow
// Author: Yuhua Zou
// Thanks to:
//      Shiqi Yu ([email protected])
//        HardyAI@OpenCV China
//        flymanbox@OpenCV China (for his contribution to function CameraName, and frame width/height setting)
// Last modification: October 8, 2009
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// 使用說明：
//  在 VC6 開發環境下的使用說明：
//   1. 將CameraDS.h CameraDS.cpp以及目錄DirectShow復制到你的項目中
//   2. 菜單 Project->Settings->Settings for:(All configurations)->C/C++->Category(Preprocessor)->Additional include directories
//      設置為 DirectShow/Include
//   3. 菜單 Project->Settings->Settings for:(All configurations)->Link->Category(Input)->Additional library directories
//      設置為 DirectShow/Lib
//  在 VS2005/2008 開發環境下的使用說明：
//   1. 將CameraDS.h CameraDS.cpp復制到你的項目中
//   2. 將DirectShow復制到你的opencv根目錄下，菜單 工具->選項->項目和解決方案->vc++目錄，把..(你的opencv安裝目錄)/DirectShow/Include添加到
//     「引用文件」中$(VCInstallDir)PlatformSDK/include和$(FrameworkSDKDir)include下面任意位置
//   3. 菜單 工具->選項->項目和解決方案->vc++目錄，把..(你的opencv安裝目錄)/DirectShow/Lib添加到「庫文件」下面。也可參考使用說明3。
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

#include "stdafx.h"
#include "camerads.h"
#include <cv.h>
#include <cxcore.h>
#include <highgui.h>
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
#include <time.h>

// 單窗口顯示多幅圖像的函數
void cvShowMultiImages(char* title, int nArgs, ...) 
{
   // 略，詳見學習筆記（5）
}


int main( int argc, char** argv ) 
{
    int cam_count;

    //僅僅獲取攝像頭數目
    cam_count = CCameraDS::CameraCount();
    printf("There are %d cameras./n", cam_count);


    //獲取所有攝像頭的名稱
    for(int i=0; i < cam_count; i++)
    {
        char camera_name[1024];  
        int retval = CCameraDS::CameraName(i, camera_name, sizeof(camera_name) );

        if(retval >0)
            printf("Camera #%d's Name is '%s'./n", i, camera_name);
        else
            printf("Can not get Camera #%d's name./n", i);
    }

    if(cam_count==0)
        return -1;

    // 創建2個攝像頭類
    CCameraDS camera1;
    CCameraDS camera2;    
    
    //打開第一個攝像頭
    //if(! camera.OpenCamera(0, true)) //彈出屬性選擇窗口
    if(! camera1.OpenCamera(0, false, 320,240)) //不彈出屬性選擇窗口，用代碼制定圖像寬和高
    {
        fprintf(stderr, "Can not open camera./n");
        return -1;
    }
    //打開第二個攝像頭
    camera2.OpenCamera(1, false, 320,240);
    
    
    cvNamedWindow("Multiple Cameras");

    // 初始化在子圖像中顯示字符的字體格式
    CvFont tFont;
    cvInitFont(&tFont,  CV_FONT_HERSHEY_COMPLEX, 0.5f,0.7f,0,1,8);
   
    char cam1str[] = "Camera #1";
    char cam2str[] = "Camera #2";

    // 為讀取系統時間信息分配內存
    char timestr[25];
    memset(timestr, 0, 25 * sizeof(char));   
    
    while(1)
    {
        //獲取一幀
        IplImage *pFrame1 = camera1.QueryFrame();
        IplImage *pFrame2 = camera2.QueryFrame();
        
        // 獲取當前幀的灰度圖
        IplImage* frame_gray_1 = cvCreateImage(cvGetSize(pFrame1),pFrame1->depth,1);
        IplImage* frame_gray_2 = cvCreateImage(cvGetSize(pFrame2),pFrame2->depth,1);
        cvCvtColor(pFrame1,frame_gray_1,CV_RGB2GRAY);
        cvCvtColor(pFrame2,frame_gray_2,CV_RGB2GRAY);
      
        // 對灰度圖像進行Canny邊緣檢測
        // 然後將圖像通道數改為三通道
        IplImage* frame_canny_1 = cvCreateImage(cvGetSize(pFrame1),pFrame1->depth,1);
        IplImage* frame_canny_2 = cvCreateImage(cvGetSize(pFrame2),pFrame2->depth,1);
        IplImage* frame1 = cvCreateImage(cvGetSize(pFrame1),pFrame1->depth,pFrame1->nChannels);
        IplImage* frame2 = cvCreateImage(cvGetSize(pFrame2),pFrame2->depth,pFrame2->nChannels);
        cvCanny(frame_gray_1,frame_canny_1,20,75,3);
        cvCanny(frame_gray_2,frame_canny_2,20,75,3);
        cvCvtColor(frame_canny_1,frame1,CV_GRAY2BGR);
        cvCvtColor(frame_canny_2,frame2,CV_GRAY2BGR);

        
        // 獲取系統時間信息
        time_t rawtime; 
        struct tm* timeinfo; 

        rawtime = time( NULL ); 
        timeinfo = localtime( &rawtime ); 
        char* p = asctime( timeinfo );
      
        // 字符串 p 的第25個字符是換行符 '/n'
        // 但在子圖像中將亂碼顯示
        // 故僅讀取 p 的前 24 個字符
        for (int i = 0; i < 24; i++)
        {
            timestr[i] = *p;
            p++;
        }
        p = NULL;
        
        // 在每個子圖像上顯示攝像頭序號以及系統時間信息
        cvPutText( pFrame1, cam1str, cvPoint(95,15), &tFont,  CV_RGB(255,0,0) );
        cvPutText( pFrame2, cam2str, cvPoint(95,15), &tFont,  CV_RGB(255,0,0) );
        cvPutText( frame1,  cam1str, cvPoint(95,15), &tFont,  CV_RGB(255,0,0) );
        cvPutText( frame2,  cam2str, cvPoint(95,15), &tFont,  CV_RGB(255,0,0) );

        cvPutText( pFrame1, timestr, cvPoint(5,225), &tFont,  CV_RGB(255,0,0) );
        cvPutText( pFrame2, timestr, cvPoint(5,225), &tFont,  CV_RGB(255,0,0) );
        cvPutText( frame1,  timestr, cvPoint(5,225), &tFont,  CV_RGB(255,0,0) );
        cvPutText( frame2,  timestr, cvPoint(5,225), &tFont,  CV_RGB(255,0,0) );
        
        // 顯示實時的攝像頭視頻
        cvShowMultiImages( "Multiple Cameras", 4, pFrame1, pFrame2, frame1, frame2 );

      
        //cvWaitKey(33);
        int key = cvWaitKey(33);
        if( key == 27 ) break;

        cvReleaseImage(&frame1);
        cvReleaseImage(&frame2);
        cvReleaseImage(&frame_gray_1);
        cvReleaseImage(&frame_gray_2);
        cvReleaseImage(&frame_canny_1);  
        cvReleaseImage(&frame_canny_2); 
    }
    
    camera1.CloseCamera(); //可不調用此函數，CCameraDS析構時會自動關閉攝像頭
    camera2.CloseCamera();

    cvDestroyWindow("Multiple Cameras");

    return 0;
}

在 Project -> Properties -> Configuration Properties -> Linker -> Input 的 Additional Dependencies 中，需要添加以下庫文件： 
odbc32.lib 
odbccp32.lib 
cv200.lib 
cxcore200.lib 
highgui200.lib

在編譯以上程序時，可能會出現以下幾種錯誤（參見 http://topic.csdn.net/u/20081022/12/30fb745f-332b-42f7-bbee-02a760c48132.html）：

1> ../../../winnt.h(222) : error C4430: missing type specifier - int assumed. Note: C++ does not support  
2> ../../../winnt.h(222) : error C2146: syntax error : missing ';' before identifier 'PVOID64' 
3> ../../../winnt.h(5940) : error C2146: syntax error : missing ';' before identifier 'Buffer'

對於第1類錯誤，可以用wd4430來解決，具體的在Project -> Properties -> Configuration Properties -> Linker -> Command Line的 Additional Options 中添加 『/wd4430』  即可。

對於第2類錯誤，一般可通過調整 DirectShow/Include 在 Tools -> Options -> Projects and Solutions -> VC++ Directories -> Show Directories for –> Include Files 中的位置（把它下移到最下面），然後把 Project -> Properties -> Configuration Properties –> C/C++ 中的 Additional Include Directories 裡面的內容（../../../../include）刪掉，重新編譯，PVOID64的錯誤就會消失，原因如下：

POINTER_64 是一個宏，在64位編譯下起作用，它包含在SDK目錄下的BASETSD.H中（Microsoft Visual Studio 8/VC/PlatformSDK/Include/basetsd.h(23):#define POINTER_64 __ptr64），但DXSDK自己也帶了一個basetsd.h，裡面沒有定義POINTER_64，從而導致出錯，只需要改變 include files 的優先級即可。

當然，也可以改寫 winnt.h 中的代碼，在下面這兩行： 
typedef  void  *PVOID;  
typedef  void  *POINTER_64  PVOID64; 
之前增加一行： 
#define  POINTER_64  __ptr64 
不過最好不要輕易改寫 winnt.h 。