基於Socket和OpenCV的實時視訊傳輸（On Windows）
目前由於專案的需要，實現了基於Socket和OpenCV的實時視訊傳輸。
由一臺PC（Client客戶端）採集攝像頭影象後經Socket傳輸到另一臺PC（Server伺服器）再顯示出來。
這一篇介紹在Windows上的實現，在下一篇講解在Linux上的實現。
環境：
Server： Windows 10 + OpenCV2.4.10
Client:： Windows 10 + OpenCV2.4.10
我採用的是TCP協議的通訊。
TCP協議通訊的一般步驟是：
客戶端：
1、建立一個socket，用函式socket()；
2、設定socket屬性，用函式setsockopt();* 可選
3、繫結IP地址、埠等資訊到socket上，用函式bind();* 可選
4、設定要連線的對方的IP地址和埠等屬性；
5、連線伺服器，用函式connect()；
6、收發資料，用函式send()和recv()，或者read()和write();
7、關閉網路連線；
伺服器端：
1、建立一個socket，用函式socket()；
2、設定socket屬性，用函式setsockopt(); * 可選
3、繫結IP地址、埠等資訊到socket上，用函式bind();
4、開啟監聽，用函式listen()；
5、接收客戶端上來的連線，用函式accept()；
6、收發資料，用函式send()和recv()，或者read()和write();
7、關閉網路連線；
8、關閉監聽；
我把影象的傳送和接收分別封裝在了兩個類中：
採集與傳送：
WinsockMatTransmissionClient.h
/*M/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // // 基於OpenCV和Winsock的影象傳輸（傳送） // // By 彭曾 , at CUST, 2016.08.06 // // website: www.pengz0807.com email:[email protected] // //M*/ #ifndef __WINSOCKMATTRANSMISSIONCLIENT_H__ #define __WINSOCKMATTRANSMISSIONCLIENT_H__ #include "opencv2/opencv.hpp" #include "opencv2/highgui/highgui.hpp" #include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp" #include "opencv2/core/core.hpp" #include <stdio.h> #include <Winsock2.h> #pragma comment(lib,"WS2_32.lib") //待傳輸影象預設大小為 640*480，可修改 #define IMG_WIDTH 640 // 需傳輸影象的寬 #define IMG_HEIGHT 480 // 需傳輸影象的高 //預設格式為CV_8UC3 #define BUFFER_SIZE IMG_WIDTH*IMG_HEIGHT*3/32 struct sentbuf { char buf[BUFFER_SIZE]; int flag; }; class WinsockMatTransmissionClient { public: WinsockMatTransmissionClient(void); ~WinsockMatTransmissionClient(void); private: SOCKET sockClient; struct sentbuf data; public: // 開啟socket連線 // params : IP 伺服器的ip地址 // PORT 傳輸埠 // return : -1 連線失敗 // 1 連線成功 int socketConnect(const char* IP, int PORT); // 傳輸影象 // params : image 待傳輸影象 // return : -1 傳輸失敗 // 1 傳輸成功 int transmit(cv::Mat image); // 斷開socket連線 void socketDisconnect(void); }; #endif
WinsockMatTransmissionClient.cpp
/*M///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// 基於OpenCV和Winsock的影象傳輸（傳送）
//
// By 彭曾 , at CUST, 2016.08.06
//
// website: www.pengz0807.com email: [email protected]
//
//M*/
#include "WinsockMatTransmissionClient.h"
WinsockMatTransmissionClient::WinsockMatTransmissionClient(void)
{
}
WinsockMatTransmissionClient::~WinsockMatTransmissionClient(void)
{
}
int WinsockMatTransmissionClient::socketConnect(const char* IP, int PORT)
{
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD( 1, 1 );
err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );
if ( err != 0 ) {
return -1;
}
if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ||
HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ) {
WSACleanup( );
return -1;
}
err = (sockClient = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0));
if (err < 0) {
printf("create socket error: %s(errno: %d)\n\n", strerror(errno), errno);
return -1;
}
else
{
printf("create socket successful!\nnow connect ...\n\n");
}
SOCKADDR_IN addrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr(IP);
addrSrv.sin_family=AF_INET;
addrSrv.sin_port=htons(PORT);
err = connect(sockClient,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));
if (err < 0)
{
printf("connect error: %s(errno: %d)\n\n", strerror(errno), errno);
return -1;
}
else
{
printf("connect successful!\n\n");
return 1;
}
}
void WinsockMatTransmissionClient::socketDisconnect(void)
{
closesocket(sockClient);
WSACleanup();
}
int WinsockMatTransmissionClient::transmit(cv::Mat image)
{
if (image.empty())
{
printf("empty image\n\n");
return -1;
}
if(image.cols != IMG_WIDTH || image.rows != IMG_HEIGHT || image.type() != CV_8UC3)
{
printf("the image must satisfy : cols == IMG_WIDTH（%d） rows == IMG_HEIGHT（%d） type == CV_8UC3\n\n", IMG_WIDTH, IMG_HEIGHT);
return -1;
}
for(int k = 0; k < 32; k++)
{
int num1 = IMG_HEIGHT / 32 * k;
for (int i = 0; i < IMG_HEIGHT / 32; i++)
{
int num2 = i * IMG_WIDTH * 3;
uchar* ucdata = image.ptr<uchar>(i + num1);
for (int j = 0; j < IMG_WIDTH * 3; j++)
{
data.buf[num2 + j] = ucdata[j];
}
}
if(k == 31)
data.flag = 2;
else
data.flag = 1;
if (send(sockClient, (char *)(&data), sizeof(data), 0) < 0)
{
printf("send msg error: %s(errno: %d)\n", strerror(errno), errno);
return -1;
}
}
}影象的接收與顯示：
WinsockMatTransmissionServer.h
/*M///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// 基於OpenCV和Winsock的影象傳輸（接收）
//
// By 彭曾 , at CUST, 2016.08.06
//
// website: www.pengz0807.com email: [email protected]
//
//M*/
#ifndef __WINSOCKMATTRANSMISSIONSEVER_H__
#define __WINSOCKMATTRANSMISSIONSEVER_H__
#include "opencv2/opencv.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/core/core.hpp"
#include <stdio.h>
#include <Winsock2.h>
#pragma comment(lib,"WS2_32.lib")
//待傳輸影象預設大小為 640*480，可修改
#define IMG_WIDTH 640 // 需傳輸影象的寬
#define IMG_HEIGHT 480 // 需傳輸影象的高
//預設格式為CV_8UC3
#define BUFFER_SIZE IMG_WIDTH*IMG_HEIGHT*3/32
struct recvbuf
{
char buf[BUFFER_SIZE];
int flag;
};
class WinsockMatTransmissionServer
{
public:
WinsockMatTransmissionServer(void);
~WinsockMatTransmissionServer(void);
private:
SOCKET sockConn;
struct recvbuf data;
public:
// 開啟socket連線
// params : PORT 傳輸埠
// return : -1 連線失敗
// 1 連線成功
int socketConnect(int PORT);
// 傳輸影象
// params : image 待接收影象
// return : -1 接收失敗
// 1 接收成功
int receive(cv::Mat& image);
// 斷開socket連線
void socketDisconnect(void);
};
#endif/*M///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// 基於OpenCV和Winsock的影象傳輸（接收）
//
// By 彭曾 , at CUST, 2016.08.06
//
// website: www.pengz0807.com email: [email protected]
//
//M*/
#include "WinsockMatTransmissionServer.h"
WinsockMatTransmissionServer::WinsockMatTransmissionServer(void)
{
}
WinsockMatTransmissionServer::~WinsockMatTransmissionServer(void)
{
}
int WinsockMatTransmissionServer::socketConnect(int PORT)
{
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
int err;
wVersionRequested = MAKEWORD(1, 1);
err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
if (err != 0)
{
return -1;
}
if (LOBYTE(wsaData.wVersion) != 1 ||
HIBYTE(wsaData.wVersion) != 1)
{
WSACleanup();
return -1;
}
SOCKET sockSrv = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
SOCKADDR_IN addrSrv;
addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
addrSrv.sin_family = AF_INET;
addrSrv.sin_port = htons(PORT);
bind(sockSrv, (SOCKADDR*)&addrSrv, sizeof(SOCKADDR));
listen(sockSrv, 5);
SOCKADDR_IN addrClient;
int len = sizeof(SOCKADDR);
sockConn = accept(sockSrv, (SOCKADDR*)&addrClient, &len);
int nRecvBuf = 1024 * 1024 * 10;
setsockopt(sockConn, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, (const char*)&nRecvBuf, sizeof(int));
}
void WinsockMatTransmissionServer::socketDisconnect(void)
{
closesocket(sockConn);
}
int WinsockMatTransmissionServer::receive(cv::Mat& image)
{
cv::Mat img(IMG_HEIGHT,IMG_WIDTH,CV_8UC3,cv::Scalar(0));
int needRecv = sizeof(recvbuf);
int count = 0;
while (1)
{
for (int i = 0; i < 32; i++)
{
int pos = 0;
int len0 = 0;
while (pos < needRecv)
{
len0 = recv(sockConn, (char*)(&data) + pos, needRecv - pos, 0);
if (len0 < 0)
{
printf("Server Recieve Data Failed!\n");
return -1;
}
pos += len0;
}
count = count + data.flag;
int num1 = IMG_HEIGHT / 32 * i;
for (int j = 0; j < IMG_HEIGHT / 32; j++)
{
int num2 = j * IMG_WIDTH * 3;
uchar* ucdata = img.ptr<uchar>(j + num1);
for (int k = 0; k < IMG_WIDTH * 3; k++)
{
ucdata[k] = data.buf[num2 + k];
}
}
if (data.flag == 2)
{
if (count == 33)
{
image = img;
return 1;
count = 0;
}
else
{
count = 0;
i = 0;
}
}
}
}
}示例程式碼：
採集與傳送：
SocketClientMat.cpp
/*M///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// 基於OpenCV和Winsock的影象傳輸（傳送）
//
// By 彭曾 , at CUST, 2016.08.06
//
// website: www.pengz0807.com email: [email protected]
//
//M*/
#include "WinsockMatTransmissionClient.h"
int main()
{
WinsockMatTransmissionClient socketMat;
if (socketMat.socketConnect("192.168.1.101", 6666) < 0)
{
return 0;
}
cv::VideoCapture capture(0);
cv::Mat image;
while (1)
{
if (!capture.isOpened())
return 0;
capture >> image;
if (image.empty())
return 0;
socketMat.transmit(image);
}
socketMat.socketDisconnect();
return 0;
}接收與顯示：
WinsockServerMat.cpp
/*M///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// 基於OpenCV和Winsock的影象傳輸（接收）
//
// By 彭曾 , at CUST, 2016.08.06
//
// website: www.pengz0807.com email: [email protected]
//
//M*/
#include "WinsockMatTransmissionServer.h"
int main()
{
WinsockMatTransmissionServer socketMat;
if (socketMat.socketConnect(6666) < 0)
{
return 0;
}
cv::Mat image;
while (1)
{
if(socketMat.receive(image) > 0)
{
cv::imshow("",image);
cv::waitKey(30);
}
}
socketMat.socketDisconnect();
return 0;
}將在下一篇文章中講解Linux中基於Socket和OpenCV的實時視訊傳輸的實現。
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