Python 视频传输

• 此教程介绍 Python 利用 OpenCV 调用摄像头获取数据并利用 socket 传输到局域网内另一台主机。
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项目思路

1. OpenCV 调用摄像头获取视频信息, 将获取的每一帧图片信息压缩为 jpg 格式，以字节发送给客户端。
2. socket 编程建立服务端客户端单连接模式；服务端使用 TCP 传输视频的每一帧图片信息到客户端，并在客户端将接收到的信息转成 opencv 能够读取的格式并显示出来。

快速上手

项目下载

确认放置项目的目录，运行以下命令：

git clone https://github.com/spiderbeg/capturevideo

本机运行服务端和客户端

在自己电脑上运行，分别执行 host.py 和 guest.py 两个文件即可

局域网内两台电脑

• 发送视频信息的电脑运行运行 host.py(服务端), 显示视频信息的电脑运行 guest.py(客户端), 接收服务端发送的信息。

• 需要注意的是，两台电脑需要在同一局域网内，同时两台电脑都需要将 settings.py 中的 HOST 修改为服务端 IP 地址。控制台中输入以下命令可查看：

    # windows 
    ipconfig
    # linux
    ifconfig
  

运行环境

• Windows
• python 3.7

运行依赖包

• opencv
• numpy

文件说明

• host.py: 服务端程序，负责监听客户端连接；调用摄像头并将视频信息以图片形式向客户端发送。以及 socket 相关的详细讲解。
• guest.py: 客户端程序，接收来自服务端的视频信息，并播放。
• settings.py: 程序的配置文件，服务端客户端都需要。若要在局域网内两台机子上测试，记得修改 host 为服务端 ip。
• oc.py: OpenCV 调用摄像头的简单实例。

部分代码展示

以下为部分代码展示。完整示例见 host.py, guest.py, oc.py。

• 服务端监听端口，并发送数据

    # 服务端建立 tcp 类型的 socket
    with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s:
        # 1 将socket和地址绑定，且socket未被绑定
        # settings.HOST, settings.PORT 分别为服务端 IP 和 端口
        s.bind((settings.HOST, settings.PORT))
        # 2 允许服务端接收连接，参数 backlog 表示允许的连接数量
        s.listen()
        # 3 接受一个连接，socket 必须绑定一个地址，并监听连接
        # 返回值：conn,address 
        # conn 是返回的能够发送和接受连接数据的新 socket 对象
        # addr 客户端地址（主机地址，端口号）
        conn, addr = s.accept()
  
        # 省略中间部分...
        # 发送图片数据
        conn.sendall(content2)
  

• 客户端连接服务端, 并接收数据

    # 客户端连接服务端
    with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s:
        # 连接服务端。settings.HOST, settings.PORT 分别为服务端 IP 和 端口
        s.connect((settings.HOST,settings.PORT))
  
        # 省略中间部分。。。
        # 接收服务端发送的图片信息
        data = s.recv(216800)
  

• 服务端图片压缩

    encode_param = [int(cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY), 80] # 压缩为 jpg，压缩等级好到坏（100-0）
    # 4.2 逐帧获取图片
    ret, frame = cap.read() # ret: 布尔值，表示是否读取正确；frame：图片信息，类型：numpy 数组 
    # 4.3 获取图片数据并压缩为 jpg 格式
    # 4.3.1 将 frame 压缩为 jpg 格式
    success, encoded_image = cv2.imencode('.jpg', frame, encode_param)
    # 4.3.2 转换为字节
    content2 = encoded_image.tobytes()
  

• 客户端获取图片信息，并转换为 opencv 可读格式

    # 将字节数据转换为数组，用于 opencv 读取信息。
    image = np.asarray(bytearray(data), dtype="uint8")
    # 读取图片信息
    image = cv2.imdecode(image, cv2.IMREAD_COLOR)
  

• 客户端程序中使用一个线程接收服务端发送的数据，一个线程将数据用 opencv 展示，以下为多线程使用的简单示例

    import threading
    import time
    def go():
        time.sleep(1)
        print('这是新建线程')
    # 创建线程
    t = threading.Thread(target=go)
    # 开始运行线程
    t.start()
    print('这是主线程 ')
  

部分建议

• opencv 安装，运行以下命令，

    pip install opencv-python
  

• socket 部分操作，详见 host.py。

• OpenCV 调用摄像头操作，详细见 oc.py。

• opencv-python 文档教程https://opencv-python-tutroals.readthedocs.io/en/latest/py_tutorials/py_gui/py_video_display/py_video_display.html。

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