c#基于opencv,开发摄像头播放程序

前言

Windows下实现摄像视频捕捉有多种实现方式；各种方式的优劣，本文不做对比。但是，opencv是一款老牌开发库，在图像处理领域声名显赫。采用opencv来处理摄像视频，在性能和稳定性上，是有保障的。并且，opencv包含很多图像处理函数，可以更方便的对视频处理。

　　执行程序是用wpf开发的，所以先将opencv封装成c语言接口，以供调用。opencv也不可能提供现成的控件供wpf使用，两种不同的开发语言“沟通”起来有些困难。其实稍作变通，就可以实现摄像头播放功能。

1 对opencv封装

opencv的类VideoCapture封装了对摄像头的操作，使用起来也非常简单。

bool open(int device); device为摄像头设备序号。

如果有多个摄像头，怎么知道哪个摄像头的序号那？可以通过如下函数，获取摄像头列表。摄像头在list中索引即为设备序号。

int GetCameraDevices(vector<wstring>& list)
{
  ICreateDevEnum *pDevEnum = NULL;
  IEnumMoniker *pEnum = NULL;
  int deviceCounter = 0;
  CoInitialize(NULL);
  HRESULT hr = CoCreateInstance(CLSID_SystemDeviceEnum, NULL,
    CLSCTX_INPROC_SERVER, IID_ICreateDevEnum,
    reinterpret_cast<void**>(&pDevEnum));

  if (SUCCEEDED(hr))
  {
    // Create an enumerator for the video capture category.
    hr = pDevEnum->CreateClassEnumerator(
      CLSID_VideoInputDeviceCategory,
      &pEnum, 0);

    if (hr == S_OK) {

      //if (!silent)printf("SETUP: Looking For Capture Devices\n");
      IMoniker *pMoniker = NULL;

      while (pEnum->Next(1, &pMoniker, NULL) == S_OK) {

        IPropertyBag *pPropBag;
        hr = pMoniker->BindToStorage(0, 0, IID_IPropertyBag,
          (void**)(&pPropBag));

        if (FAILED(hr)) {
          pMoniker->Release();
          continue; // Skip this one, maybe the next one will work.
        }

        // Find the description or friendly name.
        VARIANT varName;
        VariantInit(&varName);
        hr = pPropBag->Read(L"Description", &varName, 0);

        if (FAILED(hr))
          hr = pPropBag->Read(L"FriendlyName", &varName, 0);

        if (SUCCEEDED(hr)) {

          hr = pPropBag->Read(L"FriendlyName", &varName, 0);

          int count = 0;
          wstring str2 = varName.bstrVal;
          list.push_back(str2);
        }

        pPropBag->Release();
        pPropBag = NULL;

        pMoniker->Release();
        pMoniker = NULL;

        deviceCounter++;
      }

      pDevEnum->Release();
      pDevEnum = NULL;

      pEnum->Release();
      pEnum = NULL;
    }
  }
  return deviceCounter;
}

总之，使用opencv打开摄像头非常简单。

打开之后，就是获取摄像头图像。视频其实就是图像的集合；每秒钟获取25幅图像，将其在控件上显示，就是视频。

Mat cameraImg;
_pCapture >> cameraImg;

Mat类封装了对图像的操作。c#不可能操作Mat，需要将Mat中纯图像部分数据传递出来，图像才能被c#利用。

int Camera_GetImgData(INT64 handle, char* imgBuffer)
{
  CameraInfo *pCameraInfo = (CameraInfo*)handle;

  Mat cameraImg;
  *(pCameraInfo->_pCapture) >> cameraImg;

  if (!cameraImg.empty())
  {
    int height = cameraImg.rows;int dataLen = height * cameraImg.step;
    memcpy(imgBuffer, cameraImg.data, dataLen);

    return 0;
  }
  else
  {
    return 1;
  }
}

cameraImg.data中存有图像数据，data的大小可以根据图像的高度、每行图像的步幅计算出来。c#调用此函数后，imgBuffer存放图像数据。对数据imgBuffer处理后，就可以在控件上显示。

c语言对opencv封装函数列表如下：

extern "C"
{
  OpenCVCamera_API int Camera_GetCameraName(char* listName);

  OpenCVCamera_API INT64 Camera_CreateHandle();
  OpenCVCamera_API void Camera_CloseHandle(INT64 handle);

  OpenCVCamera_API BOOL Camera_IsOpen(INT64 handle);
  OpenCVCamera_API int Camera_Open(INT64 handle, int index);
  OpenCVCamera_API int Camera_Close(INT64 handle);

  OpenCVCamera_API int Camera_GetImgInfo(INT64 handle,int& width,int& height,int& channel,
    int& step, int& depth);
  OpenCVCamera_API int Camera_GetImgData(INT64 handle, char* imgBuffer);

  //flipCode >0: 沿y-轴翻转, 0: 沿x-轴翻转, <0: x、y轴同时翻转
  OpenCVCamera_API int Camera_GetImgData_Flip(INT64 handle, char* imgBuffer, int flipCode);
  OpenCVCamera_API int Camera_ImgData_Compress(int rows, int cols, int type, void* imgBuffer,
    int param,void* destBuffer,int* destLen);
}

2 WPF实现视频播放

WPF的Image控件实现图像的显示。实现视频播放的逻辑为：设定一个定时器（时间间隔为40毫秒），每隔一段时间从opencv获取图像，在控件中显示。

 <Image x:Name="imageVideoPlayer" Stretch="Uniform" ></Image>

实现图像显示代码

 BitmapSource bitmapSource = _openCVCamera.GetBitmapSource();
      if (bitmapSource == null)
        return false;

 imageVideoPlayer.Source = bitmapSource;

实现图像显示的关键是构建BitmapSource，暨：如何从opencv中获取图像数据构建BitmapSource。

//获取图像数据
  if (!GetImgData(out byte[] imgData))
          return null;

  //构建WriteableBitmap
  WriteableBitmap img = new WriteableBitmap(_imgWidth, _imgHeight, 96, 96, PixelFormats.Bgr24, null);
  img.WritePixels(new Int32Rect(0, 0, _imgWidth, _imgHeight),
          imgData, img.BackBufferStride, 0);
  img.Freeze();

至此，就可以显示摄像头图像了。

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