Qt/C++音视频开发78-获取本地摄像头支持的分辨率/帧率/格式等信息/mjpeg/yuyv/h264
一、前言
上一篇文章讲到用ffmpeg命令方式执行打印到日志输出,可以拿到本地摄像头设备信息,顺藤摸瓜,发现可以通过执行 ffmpeg -f dshow -list_options true -i video=“Webcam” 命令获取指定摄像头设备的分辨率帧率格式等信息,会有很多条。那为什么需要这个功能呢?现场大量应用下来,尽管提供了本地摄像头设备下拉框选择,但是还需要设置分辨率帧率等,因为有时候需要以1080P分辨率采集设备,有时候仅仅需要640P分辨率采集即可,那怎么知道设备支持哪些分辨率呢?不然用户填入一个不支持的分辨率,会导致打开失败,原因茫茫然,不仅分辨率,帧率和格式也是可以设置的,这些信息当然设备厂家提供的手册是可以找到的,关键是很多时候根本找不到厂家。
查阅win系统自带的相机是会自动识别并枚举支持的分辨率帧率信息,所有肯定是有办法获取到的,一个最简单的方式就是通过执行 -list_options 参数来获取设备的参数集合,然后从结果中过滤需要的参数即可。随着时代的发展,现在还有264格式的摄像头,所以还需要指定采集格式,都是可以通过参数获取的。
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二、效果图
三、体验地址
- 国内站点:https://gitee.com/feiyangqingyun
- 国际站点:https://github.com/feiyangqingyun
- 个人作品:https://blog.csdn.net/feiyangqingyun/article/details/97565652
- 体验地址:https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g 提取码:01jf 文件名:bin_video_demo。
- 视频主页:https://space.bilibili.com/687803542
四、功能特点
4.1. 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和本地桌面采集,支持多设备和多屏幕。
- 支持各种视频流格式,比如rtp、rtsp、rtmp、http、udp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。
4.2. 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/ffmpeg6)、vlc内核(vlc2/vlc3)、mpv内核(mpv1/mp2)、mdk内核、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,极易拓展。
- 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,否则等比缩放)、等比缩放(永远等比缩放)、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,vlc可选any、dxva2、d3d11va,mpv可选auto、dxva2、d3d11va,mdk可选dxva2、d3d11va、cuda、mft等。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。
- 本地桌面采集支持设定采集区域、偏移值、指定桌面索引、帧率、多个桌面同时采集等。还支持指定窗口标题采集固定窗口。
- 录像文件同时支持打开的视频文件、本地摄像头、本地桌面、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。
- 视频流通信方式可选tcp/udp,有些设备可能只提供了某一种协议通信比如tcp,需要指定该种协议方式打开。
- 可设置连接超时时间(视频流探测用的超时时间)、读取超时时间(采集过程中的超时时间)。
- 支持逐帧播放,提供上一帧/下一帧函数接口,可以逐帧查阅采集到的图像。
- 音频文件自动提取专辑信息比如标题、艺术家、专辑、专辑封面,自动显示专辑封面。
- 视频响应极低延迟0.2s左右,极速响应打开视频流0.5s左右,专门做了优化处理。
- 支持H264/H265编码(现在越来越多的监控摄像头是H265视频流格式)生成视频文件,内部自动识别切换编码格式。
- 支持用户信息中包含特殊字符(比如用户信息中包含+#@等字符)的视频流播放,内置解析转义处理。
- 支持滤镜,各种水印及图形效果,支持多个水印和图像,可以将OSD标签信息和各种图形信息写入到MP4文件。
- 支持视频流中的各种音频格式,AAC、PCM、G.726、G.711A、G.711Mu、G.711ulaw、G.711alaw、MP2L2等都支持,推荐选择AAC兼容性跨平台性最好。
- 内核ffmpeg采用纯qt+ffmpeg解码,非sdl等第三方绘制播放依赖,gpu绘制采用qopenglwidget,音频播放采用qaudiooutput。
- 内核ffmpeg和内核mdk支持安卓,其中mdk支持安卓硬解码,性能非常凶残。
- 可以切换音视频轨道,也就是节目通道,可能ts文件带了多个音视频节目流,可以分别设置要播放哪一个,可以播放前设置好和播放过程中动态设置。
- 可以设置视频旋转角度,可以播放前设置好和播放过程中动态改变。
- 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。
- 标签和图形信息支持三种绘制方式,绘制到遮罩层、绘制到图片、源头绘制(对应信息可以存储到文件)。
- 通过传入一个url地址,该地址可以带上通信协议、分辨率、帧率等信息,无需其他设置。
- 保存视频到文件支持三种策略,自动处理、仅限文件、全部转码,转码策略支持自动识别、转264、转265,编码保存支持指定分辨率缩放或者等比例缩放。比如对保存文件体积有要求可以指定缩放后再存储。
- 支持加密保存文件和解密播放文件,可以指定秘钥文本。
- 提供的监控布局类支持64通道同时显示,还支持各种异型布局,比如13通道,手机上6行2列布局。各种布局可以自由定义。
- 支持电子放大,在悬浮条切换到电子放大模式,在画面上选择需要放大的区域,选取完毕后自动放大,再次切换放大模式可以复位。
- 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。
- 同时提供了简单示例、视频播放器、多画面视频监控、监控回放、逐帧播放、多屏渲染等单独窗体示例,专门演示对应功能如何使用。
- 监控回放可选不同厂家类型、回放时间段、用户信息、指定通道。支持切换回放进度。
- 可以从声卡设备下拉框选择声卡播放声音,提供对应的切换声卡函数接口。
- 支持编译到手机app使用,提供了专门的手机app布局界面,可以作为手机上的视频监控使用。
- 代码框架和结构优化到最优,性能强悍,注释详细,持续迭代更新升级。
- 源码支持windows、linux、mac、android等,支持各种国产linux系统,包括但不限于统信UOS/中标麒麟/银河麒麟等。还支持嵌入式linux。
- 源码支持Qt4、Qt5、Qt6,兼容所有版本。
4.3. 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、背景颜色、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)。
五、相关代码
#include "ffmpegdevice.h"
#include "widgethead.h"QString FFmpegDevice::logType = QString();
QString FFmpegDevice::logFlag = QString();
QStringList FFmpegDevice::logResult = QStringList();void FFmpegDevice::logCallback(void *ptr, int level, const char *fmt, va_list vl)
{static QMutex mutex;QMutexLocker locker(&mutex);char buf[1024];vsprintf(buf, fmt, vl);QString line = buf;line = line.trimmed();line.replace("\r", "");line.replace("\n", "");line.replace("\"", "");//qDebug() << TIMEMS << line;//根据不同的类型解析不同的结果if (FFmpegDevice::logType == "list_devices") {FFmpegDevice::log_list_devices(line);} else if (FFmpegDevice::logType == "list_options") {FFmpegDevice::log_list_options(line);}
}void FFmpegDevice::log_list_devices(const QString &line)
{
#if (FFMPEG_VERSION_MAJOR < 5)//搞个标记记录接下来是什么结果if (line.startsWith("DirectShow video devices")) {FFmpegDevice::logFlag = "video";} else if (line.startsWith("DirectShow audio devices")) {FFmpegDevice::logFlag = "audio";}//过滤一些不需要的结果if (line.startsWith("DirectShow") || line.startsWith("Alternative")) {return;}QString result = QString("%1|%2").arg(FFmpegDevice::logFlag).arg(line);if (!FFmpegDevice::logResult.contains(result)) {FFmpegDevice::logResult << result;}
#elseif (line.startsWith("(video") || line.startsWith("(audio")) {QString type = line.mid(1, line.length());QString result = QString("%1|%2").arg(type).arg(FFmpegDevice::logFlag);if (!FFmpegDevice::logResult.contains(result)) {FFmpegDevice::logResult << result;}} else {FFmpegDevice::logFlag = line;}
#endif
}void FFmpegDevice::log_list_options(const QString &line)
{//搞个标记记录接下来是什么结果if (line.startsWith("vcodec=") || line.startsWith("pixel_format=")) {FFmpegDevice::logFlag = line;}if (line.startsWith("min s=") && !FFmpegDevice::logFlag.isEmpty()) {QString result = QString("%1 %2").arg(FFmpegDevice::logFlag).arg(line);if (!FFmpegDevice::logResult.contains(result)) {FFmpegDevice::logResult << result;}}//音频设备参数if (line.contains("ch=")) {FFmpegDevice::logResult << line;}
}void FFmpegDevice::getInputDevices(bool video, QStringList &devices)
{QStringList names;//ffmpeg5以上版本可以直接通过函数获取
#if (FFMPEG_VERSION_MAJOR < 5)QStringList infos = FFmpegDevice::getInputDevices(video ? Device_Video : Device_Audio);foreach (QString info, infos) {QString name = info.split("|").last();if (video && info.startsWith("video")) {names << name;} else if (!video && info.startsWith("audio")) {names << name;}}
#else
#ifdef ffmpegdevicenames << FFmpegDevice::getInputDevices(video);
#endif
#endif//去重复加入到集合//qDebug() << video << names;foreach (QString name, names) {if (!devices.contains(name)) {devices << name;}}
}//安装工具命令 sudo apt-get install v4l-utils
//获取所有设备 v4l2-ctl --list-devices
//获取所有格式 v4l2-ctl --list-formats -d /dev/video0
//获取所有参数 v4l2-ctl --list-formats-ext -d /dev/video0//ffmpeg -f dshow -list_devices true -i dummy
QStringList FFmpegDevice::getInputDevices(const char *flag)
{FFmpegHelper::initLib();//启用日志回调接收输出信息av_log_set_callback(FFmpegDevice::logCallback);//设置相关参数以便记录对应结果FFmpegDevice::logType = "list_devices";FFmpegDevice::logFlag.clear();FFmpegDevice::logResult.clear();AVFormatContext *ctx = avformat_alloc_context();AVInputFormatx *fmt = av_find_input_format(flag);AVDictionary *opts = NULL;av_dict_set(&opts, "list_devices", "true", 0);if (strcmp(flag, "vfwcap") == 0) {avformat_open_input(&ctx, "list", fmt, NULL);} else if (strcmp(flag, "dshow") == 0) {avformat_open_input(&ctx, "dummy", fmt, &opts);} else {avformat_open_input(&ctx, "", fmt, &opts);}//释放资源av_dict_free(&opts);avformat_close_input(&ctx);//重新设置日志回调以便恢复原样av_log_set_callback(av_log_default_callback);//取出日志结果return FFmpegDevice::logResult;
}QStringList FFmpegDevice::getDeviceOption(const QString &url)
{const char *flag = (url.startsWith("video=") ? Device_Video : Device_Audio);QString device = url;
#ifndef Q_OS_WINdevice.replace("video=", "");device.replace("audio=", "");
#endifreturn FFmpegDevice::getDeviceOption(flag, device);
}//ffmpeg -f dshow -list_options true -i video="Webcam"
QStringList FFmpegDevice::getDeviceOption(const char *flag, const QString &device)
{FFmpegHelper::initLib();//启用日志回调接收输出信息av_log_set_callback(FFmpegDevice::logCallback);//设置相关参数以便记录对应结果FFmpegDevice::logType = "list_options";FFmpegDevice::logFlag.clear();FFmpegDevice::logResult.clear();AVFormatContext *ctx = avformat_alloc_context();AVInputFormatx *fmt = av_find_input_format(flag);AVDictionary *opts = NULL;av_dict_set(&opts, "list_options", "true", 0);avformat_open_input(&ctx, device.toUtf8().constData(), fmt, &opts);//释放资源av_dict_free(&opts);avformat_close_input(&ctx);//重新设置日志回调以便恢复原样av_log_set_callback(av_log_default_callback);//取出日志结果return FFmpegDevice::logResult;
}#ifdef ffmpegdevice
QStringList FFmpegDevice::getInputDevices(bool video)
{FFmpegHelper::initLib();//测试发现从ffmpeg5开始才能获取到值(以前的版本内部没有实现)QStringList names;AVDeviceInfoList *devices = NULL;AVInputFormatx *fmt = NULL;fmt = av_find_input_format(video ? Device_Video : Device_Audio);if (fmt) {if (avdevice_list_input_sources(fmt, NULL, NULL, &devices) >= 0) {names = getDeviceNames(devices, video);}}return names;
}QStringList FFmpegDevice::getDeviceNames(bool input, bool video)
{FFmpegHelper::initLib();QStringList names;AVDeviceInfoList *devices = NULL;if (input) {AVInputFormatx *fmt = NULL;do {names.clear();fmt = (video ? av_input_video_device_next(fmt) : av_input_audio_device_next(fmt));if (fmt) {if (avdevice_list_input_sources(fmt, NULL, NULL, &devices) >= 0) {names = getDeviceNames(devices, video);}//qDebug() << "input" << fmt->name << names;}} while (fmt);} else {AVOutputFormatx *fmt = NULL;do {names.clear();fmt = (video ? av_output_video_device_next(fmt) : av_output_audio_device_next(fmt));if (fmt) {if (avdevice_list_output_sinks(fmt, NULL, NULL, &devices) >= 0) {names = getDeviceNames(devices, video);}//qDebug() << "output" << fmt->name << names;}} while (fmt);}return names;
}QStringList FFmpegDevice::getDeviceNames(AVDeviceInfoList *devices, bool video)
{QStringList names;int count = devices->nb_devices;for (int i = 0; i < count; ++i) {AVDeviceInfo *device = devices->devices[i];
#if (FFMPEG_VERSION_MAJOR > 4)if (device->nb_media_types > 0) {AVMediaType type = *device->media_types;if ((video && type != AVMEDIA_TYPE_VIDEO) || (!video && type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO)) {continue;}}
#endif//在win上设备名传描述符/linux是设备名
#ifdef Q_OS_WINnames << device->device_description;
#elsenames << device->device_name;
#endif}//释放设备列表avdevice_free_list_devices(&devices);return names;
}
#endif
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