Qt音视频开发之怎么用ffmpeg实现解码本地摄像头

其他教程   发布日期:2023年11月06日   浏览次数:550

这篇文章主要介绍了Qt音视频开发之怎么用ffmpeg实现解码本地摄像头的相关知识,内容详细易懂,操作简单快捷,具有一定借鉴价值,相信大家阅读完这篇Qt音视频开发之怎么用ffmpeg实现解码本地摄像头文章都会有所收获,下面我们一起来看看吧。

相关代码

  1. void CameraThreadFFmpeg::initCamera()
  2. {
  3. //https://blog.csdn.net/weixin_37921201/article/details/120357826
  4. //命令行打开 ffplay -f dshow -i video="USB Video Device" -s 1280x720 -framerate 30
  5. //启动计时
  6. timer.restart();
  7. //参数字典
  8. AVDictionary *options = NULL;
  9. //设置分辨率
  10. QString size = QString("%1x%2").arg(videoWidth).arg(videoHeight);
  11. av_dict_set(&options, "video_size", size.toUtf8().constData(), 0);
  12. //设置帧率
  13. if (frameRate > 0) {
  14. av_dict_set(&options, "framerate", QString::number(frameRate).toUtf8().constData(), 0);
  15. }
  16. //设置输入格式(前提是要对应设备对应平台支持)
  17. //av_dict_set(&options, "input_format", "mjpeg", 0);
  18. //设置图像格式(有些设备设置了格式后帧率上不去)
  19. //av_dict_set(&options, "pixel_format", "yuyv422", 0);
  20. //打印设备列表
  21. //FFmpegHelper::showDevice();
  22. //打印设备参数
  23. //FFmpegHelper::showOption(cameraName);
  24. //实例化格式处理上下文
  25. formatCtx = avformat_alloc_context();
  26. AVInputFormatx *ifmt = NULL;
  27. QByteArray url = cameraName.toUtf8();
  28. #if defined(Q_OS_WIN)
  29. //ifmt = av_find_input_format("vfwcap");
  30. ifmt = av_find_input_format("dshow");
  31. url = QString("video=%1").arg(cameraName).toUtf8();
  32. #elif defined(Q_OS_LINUX)
  33. //ifmt = av_find_input_format("v4l2");
  34. ifmt = av_find_input_format("video4linux2");
  35. #elif defined(Q_OS_MAC)
  36. ifmt = av_find_input_format("avfoundation");
  37. #endif
  38. int result = avformat_open_input(&formatCtx, url.data(), ifmt, &options);
  39. av_dict_free(&options);
  40. if (result < 0) {
  41. debug("打开地址", "错误: 打开出错 " + FFmpegHelper::getError(result));
  42. return;
  43. }
  44. //获取流信息
  45. result = avformat_find_stream_info(formatCtx, NULL);
  46. if (result < 0) {
  47. debug("打开地址", "错误: 找流失败 " + FFmpegHelper::getError(result));
  48. return;
  49. }
  50. //获取最佳流索引
  51. AVCodecx *videoCodec;
  52. videoIndex = av_find_best_stream(formatCtx, AVMEDIA_TYPE_VIDEO, -1, -1, NULL, 0);
  53. if (videoIndex < 0) {
  54. debug("打开地址", "错误: 未找到视频流");
  55. return;
  56. }
  57. //获取视频流
  58. AVStream *videoStream = formatCtx->streams[videoIndex];
  59. //查找视频解码器(如果上面av_find_best_stream第五个参数传了则这里不需要)
  60. AVCodecID codecID = FFmpegHelper::getCodecID(videoStream);
  61. videoCodec = avcodec_find_decoder(codecID);
  62. //videoCodec = avcodec_find_decoder_by_name("h364");
  63. if (!videoCodec) {
  64. debug("打开地址", "错误: 查找视频解码器失败");
  65. return;
  66. }
  67. //创建视频流解码器上下文
  68. videoCodecCtx = avcodec_alloc_context3(videoCodec);
  69. if (!videoCodecCtx) {
  70. debug("打开地址", "错误: 创建视频解码器上下文失败");
  71. return;
  72. }
  73. result = FFmpegHelper::copyContext(videoCodecCtx, videoStream, false);
  74. if (result < 0) {
  75. debug("打开地址", "错误: 设置视频解码器参数失败");
  76. return;
  77. }
  78. //设置解码器参数
  79. videoCodecCtx->flags |= AV_CODEC_FLAG_LOW_DELAY;
  80. videoCodecCtx->flags |= AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
  81. videoCodecCtx->flags2 |= AV_CODEC_FLAG2_FAST;
  82. //打开视频解码器
  83. result = avcodec_open2(videoCodecCtx, videoCodec, NULL);
  84. if (result < 0) {
  85. debug("打开地址", "错误: 打开视频解码器失败 " + FFmpegHelper::getError(result));
  86. return;
  87. }
  88. //获取实际分辨率大小
  89. FFmpegHelper::getResolution(videoStream, videoWidth, videoHeight);
  90. //如果没有获取到宽高则返回
  91. if (videoWidth <= 0 || videoHeight <= 0) {
  92. debug("打开地址", "错误: 获取宽度高度失败");
  93. return;
  94. }
  95. //获取最终真实的帧率
  96. frameRate = av_q2d(videoStream->r_frame_rate);
  97. QString msg = QString("索引: %1 解码: %2 帧率: %3 宽高: %4x%5").arg(videoIndex).arg(videoCodec->name).arg(frameRate).arg(videoWidth).arg(videoHeight);
  98. debug("视频信息", msg);
  99. openCamera();
  100. }
  101. bool CameraThreadFFmpeg::openCamera()
  102. {
  103. //分配内存
  104. packet = FFmpegHelper::creatPacket(NULL);
  105. videoFrame = av_frame_alloc();
  106. yuvFrame = av_frame_alloc();
  107. imageFrame = av_frame_alloc();
  108. //设置属性以便该帧对象正常
  109. yuvFrame->format = AV_PIX_FMT_YUV420P;
  110. yuvFrame->width = videoWidth;
  111. yuvFrame->height = videoHeight;
  112. //定义及获取像素格式
  113. AVPixelFormat srcFormat = AV_PIX_FMT_YUYV422;
  114. //通过解码器获取解码格式
  115. srcFormat = videoCodecCtx->pix_fmt;
  116. //各种转换速度比对 https://www.cnblogs.com/xumaojun/p/8541634.html
  117. int flags = SWS_FAST_BILINEAR;
  118. //分配视频帧数据(转yuv420)
  119. int yuvSize = av_image_get_buffer_size(AV_PIX_FMT_YUV420P, videoWidth, videoHeight, 1);
  120. yuvData = (quint8 *)av_malloc(yuvSize * sizeof(quint8));
  121. av_image_fill_arrays(yuvFrame->data, yuvFrame->linesize, yuvData, AV_PIX_FMT_YUV420P, videoWidth, videoHeight, 1);
  122. //视频图像转换(转yuv420)
  123. yuvSwsCtx = sws_getContext(videoWidth, videoHeight, srcFormat, videoWidth, videoHeight, AV_PIX_FMT_YUV420P, flags, NULL, NULL, NULL);
  124. //分配视频帧数据(转rgb)
  125. int imageSize = av_image_get_buffer_size(AV_PIX_FMT_RGB24, videoWidth, videoHeight, 1);
  126. imageData = (quint8 *)av_malloc(imageSize * sizeof(quint8));
  127. av_image_fill_arrays(imageFrame->data, imageFrame->linesize, imageData, AV_PIX_FMT_RGB24, videoWidth, videoHeight, 1);
  128. //视频图像转换(转rgb)
  129. imageSwsCtx = sws_getContext(videoWidth, videoHeight, AV_PIX_FMT_YUV420P, videoWidth, videoHeight, AV_PIX_FMT_RGB24, flags, NULL, NULL, NULL);
  130. //打印媒体信息
  131. //av_dump_format(formatCtx, 0, 0, 0);
  132. QString msg = QString("源头: %1 目标: %2").arg(srcFormat).arg(videoMode == VideoMode_Painter ? AV_PIX_FMT_RGB24 : AV_PIX_FMT_YUV420P);
  133. debug("格式信息", msg);
  134. //初始化音频播放
  135. this->initAudioPlayer();
  136. //初始化滤镜
  137. this->initFilter();
  138. int time = timer.elapsed();
  139. debug("打开成功", QString("用时: %1 毫秒").arg(time));
  140. emit receivePlayStart(time);
  141. emit recorderStateChanged(RecorderState_Stopped, fileName);
  142. isOk = true;
  143. return isOk;
  144. }

功能特点

1 基础功能

  • 支持各种音频视频文件格式,比如mp3、wav、mp4、asf、rm、rmvb、mkv等。

  • 支持本地摄像头设备,可指定分辨率、帧率。

  • 支持各种视频流格式,比如rtp、rtsp、rtmp、http等。

  • 本地音视频文件和网络音视频文件,自动识别文件长度、播放进度、音量大小、静音状态等。

  • 文件可以指定播放位置、调节音量大小、设置静音状态等。

  • 支持倍速播放文件,可选0.5倍、1.0倍、2.5倍、5.0倍等速度,相当于慢放和快放。

  • 支持开始播放、停止播放、暂停播放、继续播放。

  • 支持抓拍截图,可指定文件路径,可选抓拍完成是否自动显示预览。

  • 支持录像存储,手动开始录像、停止录像,部分内核支持暂停录像后继续录像,跳过不需要录像的部分。

  • 支持无感知切换循环播放、自动重连等机制。

  • 提供播放成功、播放完成、收到解码图片、收到抓拍图片、视频尺寸变化、录像状态变化等信号。

  • 多线程处理,一个解码一个线程,不卡主界面。

2 特色功能

  • 同时支持多种解码内核,包括qmedia内核(Qt4/Qt5/Qt6)、ffmpeg内核(ffmpeg2/ffmpeg3/ffmpeg4/ffmpeg5)、vlc内核(vlc2/vlc3)、mpv内核(mpv1/mp2)、海康sdk、easyplayer内核等。

  • 非常完善的多重基类设计,新增一种解码内核只需要实现极少的代码量,就可以应用整套机制。

  • 同时支持多种画面显示策略,自动调整(原始分辨率小于显示控件尺寸则按照原始分辨率大小显示,否则等比例缩放)、等比例缩放(永远等比例缩放)、拉伸填充(永远拉伸填充)。所有内核和所有视频显示模式下都支持三种画面显示策略。

  • 同时支持多种视频显示模式,句柄模式(传入控件句柄交给对方绘制控制)、绘制模式(回调拿到数据后转成QImage用QPainter绘制)、GPU模式(回调拿到数据后转成yuv用QOpenglWidget绘制)。

  • 支持多种硬件加速类型,ffmpeg可选dxva2、d3d11va等,mpv可选auto、dxva2、d3d11va,vlc可选any、dxva2、d3d11va。不同的系统环境有不同的类型选择,比如linux系统有vaapi、vdpau,macos系统有videotoolbox。

  • 解码线程和显示窗体分离,可指定任意解码内核挂载到任意显示窗体,动态切换。

  • 支持共享解码线程,默认开启并且自动处理,当识别到相同的视频地址,共享一个解码线程,在网络视频环境中可以大大节约网络流量以及对方设备的推流压力。国内顶尖视频厂商均采用此策略。这样只要拉一路视频流就可以共享到几十个几百个通道展示。

  • 自动识别视频旋转角度并绘制,比如手机上拍摄的视频一般是旋转了90度的,播放的时候要自动旋转处理,不然默认是倒着的。

  • 自动识别视频流播放过程中分辨率的变化,在视频控件上自动调整尺寸。比如摄像机可以在使用过程中动态配置分辨率,当分辨率改动后对应视频控件也要做出同步反应。

  • 音视频文件无感知自动切换循环播放,不会出现切换期间黑屏等肉眼可见的切换痕迹。

  • 视频控件同时支持任意解码内核、任意画面显示策略、任意视频显示模式。

  • 视频控件悬浮条同时支持句柄、绘制、GPU三种模式,非绝对坐标移来移去。

  • 本地摄像头设备支持指定设备名称、分辨率、帧率进行播放。

  • 录像文件同时支持打开的视频文件、本地摄像头、网络视频流等。

  • 瞬间响应打开和关闭,无论是打开不存在的视频或者网络流,探测设备是否存在,读取中的超时等待,收到关闭指令立即中断之前的操作并响应。

  • 支持打开各种图片文件,支持本地音视频文件拖曳播放。

  • 视频控件悬浮条自带开始和停止录像切换、声音静音切换、抓拍截图、关闭视频等功能。

  • 音频组件支持声音波形值数据解析,可以根据该值绘制波形曲线和柱状声音条,默认提供了声音振幅信号。

  • 各组件中极其详细的打印信息提示,尤其是报错信息提示,封装的统一打印格式。针对现场复杂的设备环境测试极其方便有用,相当于精确定位到具体哪个通道哪个步骤出错。

  • 代码框架和结构优化到最优,性能强悍,持续迭代更新升级。

  • 源码支持Qt4、Qt5、Qt6,兼容所有版本。

3 视频控件

  • 可动态添加任意多个osd标签信息,标签信息包括名字、是否可见、字号大小、文本文字、文本颜色、标签图片、标签坐标、标签格式(文本、日期、时间、日期时间、图片)、标签位置(左上角、左下角、右上角、右下角、居中、自定义坐标)。

  • 可动态添加任意多个图形信息,这个非常有用,比如人工智能算法解析后的图形区域信息直接发给视频控件即可。图形信息支持任意形状,直接绘制在原始图片上,采用绝对坐标。

  • 图形信息包括名字、边框大小、边框颜色、背景颜色、矩形区域、路径集合、点坐标集合等。

  • 每个图形信息都可指定三种区域中的一种或者多种,指定了的都会绘制。

  • 内置悬浮条控件,悬浮条位置支持顶部、底部、左侧、右侧。

  • 悬浮条控件参数包括边距、间距、背景透明度、背景颜色、文本颜色、按下颜色、位置、按钮图标代码集合、按钮名称标识集合、按钮提示信息集合。

  • 悬浮条控件一排工具按钮可自定义,通过结构体参数设置,图标可选图形字体还是自定义图片。

  • 悬浮条按钮内部实现了录像切换、抓拍截图、静音切换、关闭视频等功能,也可以自行在源码中增加自己对应的功能。

  • 悬浮条按钮对应实现了功能的按钮,有对应图标切换处理,比如录像按钮按下后会切换到正在录像中的图标,声音按钮切换后变成静音图标,再次切换还原。

  • 悬浮条按钮单击后都用名称唯一标识作为信号发出,可以自行关联响应处理。

  • 悬浮条空白区域可以显示提示信息,默认显示当前视频分辨率大小,可以增加帧率、码流大小等信息。

  • 视频控件参数包括边框大小、边框颜色、焦点颜色、背景颜色(默认透明)、文字颜色(默认全局文字颜色)、填充颜色(视频外的空白处填充黑色)、背景文字、背景图片(如果设置了图片优先取图片)、是否拷贝图片、缩放显示模式(自动调整、等比例缩放、拉伸填充)、视频显示模式(句柄、绘制、GPU)、启用悬浮条、悬浮条尺寸(横向为高度、纵向为宽度)、悬浮条位置(顶部、底部、左侧、右侧)。

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