Qt音视频开发39-海康sdk回调拿到数据GPU绘制的实现

一、前言

采用海康的sdk做开发，最简单最容易的方式就是传入句柄（windows和linux都支持/很多人以为只有windows才支持）即可，这种方式不用自己处理绘制，全部交给了sdk去处理，所以cpu的占用是最低的；还有一种方式是回调函数拿到视频帧数据转成qimage绘制，这种方式优点很明显，能够拿到一张张图片数据，可以任意用来做人工智能算法处理等，缺点是如果采用qpainter绘制，那走的是cpu运算，在低配置的硬件上很耗费cpu，所以需要第三种方式来折中一下，既能拿到每一张图片，又能采用gpu绘制，这下思路出来了，意味着如果qopenglwidget可以直接绘制qimage就好，当然是支持的，qopenglwidget肯定支持rgb数据的绘制，于是只需要将qimage.data的数据传出来交给qopenglwidget绘制就好。亲测下来cpu占用比纯painter绘制下降不少，但是还是比句柄方式要高一些，毕竟回调拿到数据是yv12格式，需要转换成yuv格式，这个转换运算走的是cpu运算。

二、效果图

在这里插入图片描述

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/bin_linux_video。

四、相关代码

void HaiKangHelper::yv12toYuv(const quint8 *yuv420, quint8 *y, quint8 *u, quint8 *v, int width, int height)
{
    //Y分量的长度
    int yLen = width * height;
    //U和V分量的长度
    int uvLen = width / 2 * height / 2;
    //海康的uv是反的需要反过来否则颜色发蓝
    memcpy((quint8 *)y, yuv420, yLen);
    memcpy((quint8 *)v, yuv420 + yLen, uvLen);
    memcpy((quint8 *)u, yuv420 + yLen + uvLen, uvLen);
}

void HaiKangHelper::yv12toYuv(const quint8 *yv12, quint8 *yuv, int width, int height, int widthStep)
{
    int col, row;
    int tmp, idx;
    uint y, u, v;

    for (row = 0; row < height; row++) {
        idx = row * widthStep;
        for (col = 0; col < width; col++) {
            tmp = (row / 2) * (width / 2) + (col / 2);
            y = (uint)yv12[row * width + col];
            u = (uint)yv12[width * height + width * height / 4 + tmp];
            v = (uint)yv12[width * height + tmp];
            yuv[idx + col * 3] = y;
            yuv[idx + col * 3 + 1] = u;
            yuv[idx + col * 3 + 2] = v;
        }
    }
}

void HaiKangHelper::ExceptionCallBack(DWORD dwType, LONG lUserID, LONG lHandle, void *pUser)
{
    //具体类型含义看头文件或者手册即可
    HaiKangThread *thread = (HaiKangThread *)pUser;
    thread->debug("异常回调", "");
    switch (dwType) {
        case EXCEPTION_RECONNECT:
            thread->debug("超时重连", "");
            break;
        default:
            break;
    }
}

void HaiKangHelper::RealDataCallBack(LONG lRealHandle, DWORD dwDataType, BYTE *pBuffer, DWORD dwBufSize, void *pUser)
{
    //每个类都对应自己的port
    HaiKangCallbackData *callbackData = (HaiKangCallbackData *)pUser;
    HaiKangThread *thread = callbackData->thread;
    LONG nPort = thread->port;

    DWORD dRet;
    switch (dwDataType) {
        case NET_DVR_SYSHEAD:
            //获取播放库未使用的通道号
            if (!PlayM4_GetPort(&nPort)) {
                break;
            }

            if (dwBufSize > 0) {
                thread->port = nPort;
                if (!PlayM4_OpenStream(nPort, pBuffer, dwBufSize, 1024 * 1024)) {
                    dRet = PlayM4_GetLastError(nPort);
                    break;
                }

                //设置解码回调函数,只解码不显示
                bool result = PlayM4_SetDecCallBackMend(nPort, DecCallBack, pUser);
                if (!result) {
                    dRet = PlayM4_GetLastError(nPort);
                    break;
                }

                //打开视频解码
                if (!PlayM4_Play(nPort, NULL)) {
                    dRet = PlayM4_GetLastError(nPort);
                    break;
                }

                //打开音频解码,需要码流是复合流
                if (!PlayM4_PlaySound(nPort)) {
                    dRet = PlayM4_GetLastError(nPort);
                    break;
                }
            }
            break;

        case NET_DVR_STREAMDATA:
            //解码数据
            if (dwBufSize > 0 && nPort != -1) {
                BOOL inData = PlayM4_InputData(nPort, pBuffer, dwBufSize);
                while (!inData) {
                    //sleep(10);
                    qApp->processEvents();
                    inData = PlayM4_InputData(nPort, pBuffer, dwBufSize);
                }
            }
            break;
    }
}

void HaiKangHelper::FileEndCallback(LONG nPort, void *pUser)
{
    HaiKangThread *thread = (HaiKangThread *)pUser;
    thread->stop2();
}

//void HaiKangHelper::DecCallBack(LONG nPort, char *pBuf, LONG nSize, FRAME_INFO *pFrameInfo, LONG pUser, LONG nReserved2)
#ifdef Q_OS_WIN
void HaiKangHelper::DecCallBack(LONG nPort, char *pBuf, LONG nSize, FRAME_INFO *pFrameInfo, void *pUser, void *nReserved2)
#else
void HaiKangHelper::DecCallBack(LONG nPort, char *pBuf, LONG nSize, FRAME_INFO *pFrameInfo, void *pUser, LONG nReserved2)
#endif
{
    HaiKangCallbackData *callbackData = (HaiKangCallbackData *)pUser;
    HaiKangThread *thread = callbackData->thread;
    if (thread->getIsPause()) {
        return;
    }

    quint8 *data = (quint8 *)pBuf;
    long frameType = pFrameInfo->nType;
    //编码时产生的图像帧率(如果是音频数据则为采样率)
    long frameRate = pFrameInfo->nFrameRate;

    //视频数据是 T_YV12 音频数据是 T_AUDIO16
    if (frameType == T_YV12) {
        long width = pFrameInfo->nWidth;
        long height = pFrameInfo->nHeight;
        //识别尺寸发生变化
        thread->checkVideoSize(width, height);
        //thread->debug("回调视频", QString("宽高: %1x%2").arg(width).arg(height));

        //如果处于截图标志位则立即将图片保存
        if (thread->getIsSnap()) {
            QImage image(width, height, QImage::Format_RGB888);
            yv12ToRgb888(data, image.bits(), width, height);
            image.save(thread->getSnapName(), "jpg");
            QMetaObject::invokeMethod(thread, "snapFinsh");
        }

        //如果是绘制则转成图片否则转成yuv用opengl绘制
        if (thread->getVideoMode() == VideoMode_Opengl) {
            yv12toYuv(data, callbackData->dataY, callbackData->dataU, callbackData->dataV, width, height);
            thread->setYuv(width, height, callbackData->dataY, callbackData->dataU, callbackData->dataV);
        } else {
            QImage image(width, height, QImage::Format_RGB888);
            yv12ToRgb888(data, image.bits(), width, height);
            thread->setImage(image);
        }
    } else if (frameType == T_AUDIO16) {
        //thread->debug("回调音频", QString("采样: %1").arg(frameRate));
    }
}

五、功能特点

5.1 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。

5.2 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。

5.3 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）。