基于Python3 + OpenCV3.3.1的远程监控程序


 

一、环境配置

OpenCV是一个基于(开源)发行的跨平台计算机视觉库,利用OpenCV能够实现视频图像的捕获。

关于python3中OpenCV和Numpy的配置:

1. 安装python后一般会自带有pip程序,利用pip install [库名称] 就能够进行下载,但是由于Numpy和OpenCV在pip库没有匹配的版本,所以使用pip直接安装会报错。

2. 我们利用wheel进行下载,首先利用pip install wheel 下载wheel,这样就可以下载whl文件了。

3. 进入 https://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/ 下载相应的OpenCV和Numpy的whl文件,利用pip install [下载的文件名(包含后缀名)]就可以安装OpenCV和Numpy了。

 

 

二、程序编写

 

服务器分析:

1. 先通过在服务器端利用OpenCV捕获到视频的每一帧图片

2. 将这些图片进行压缩成JPEG格式,这样能减小图片大小,便于传输

3. 按照提前协商好的分辨率和帧数进行打包编码传输

4. 利用服务器端打开端口8880,此时客户端连接后,便可以在客户端中捕获到服务器端的视频。

 



1 #服务器端
 2 
 3 import socket
 4 import threading
 5 import struct
 6 import time
 7 import cv2
 8 import numpy
 9 
10 class Carame_Accept_Object:
11     def __init__(self,S_addr_port=("",8880)):
12         self.resolution=(640,480)       #分辨率
13         self.img_fps=15                 #每秒传输多少帧数
14         self.addr_port=S_addr_port
15         self.Set_Socket(self.addr_port)
16 
17     #设置套接字
18     def Set_Socket(self,S_addr_port):
19         self.server=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
20         self.server.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #端口可复用
21         self.server.bind(S_addr_port)
22         self.server.listen(5)
23         #print("the process work in the port:%d" % S_addr_port[1])
24 
25 
26 def check_option(object,client):
27     #按格式解码,确定帧数和分辨率
28     info=struct.unpack('lhh',client.recv(8))
29     if info[0]>888:
30         object.img_fps=int(info[0])-888          #获取帧数
31         object.resolution=list(object.resolution)
32         # 获取分辨率
33         object.resolution[0]=info[1]
34         object.resolution[1]=info[2]
35         object.resolution = tuple(object.resolution)
36         return 1
37     else:
38         return 0
39 
40 def RT_Image(object,client,D_addr):
41     if(check_option(object,client)==0):
42         return
43     camera=cv2.VideoCapture(0)                                #从摄像头中获取视频
44     img_param=[int(cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY),object.img_fps]  #设置传送图像格式、帧数
45     while(1):
46         time.sleep(0.1)             #推迟线程运行0.1s
47         _,object.img=camera.read()  #读取视频每一帧
48 
49         object.img=cv2.resize(object.img,object.resolution)     #按要求调整图像大小(resolution必须为元组)
50         _,img_encode=cv2.imencode('.jpg',object.img,img_param)  #按格式生成图片
51         img_code=numpy.array(img_encode)                        #转换成矩阵
52         object.img_data=img_code.tostring()                     #生成相应的字符串
53         try:
54             #按照相应的格式进行打包发送图片
55             client.send(struct.pack("lhh",len(object.img_data),object.resolution[0],object.resolution[1])+object.img_data)
56         except:
57             camera.release()        #释放资源
58             return
59 
60 if __name__ == '__main__':
61     camera=Carame_Accept_Object()
62     while(1):
63         client,D_addr=camera.server.accept()
64         clientThread=threading.Thread(None,target=RT_Image,args=(camera,client,D_addr,))
65         clientThread.start()



 

 

客户端分析:

1. 客户端连接端口后,首先发送需要协商的分辨率和帧数,以致能够使传输“协议”一致

2. 客户端使用线程,对图片进行收集

3. 对收到的每一张图片进行解码,并利用OpenCV播放出来,即可实现C/S两端实时视频传输。

 



1 #客户端
 2 
 3 
 4 import socket
 5 import cv2
 6 import threading
 7 import struct
 8 import numpy
 9 
10 class Camera_Connect_Object:
11     def __init__(self,D_addr_port=["",8880]):
12         self.resolution=[640,480]
13         self.addr_port=D_addr_port
14         self.src=888+15                 #双方确定传输帧数,(888)为校验值
15         self.interval=0                 #图片播放时间间隔
16         self.img_fps=15                 #每秒传输多少帧数
17 
18     def Set_socket(self):
19         self.client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
20         self.client.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
21 
22     def Socket_Connect(self):
23         self.Set_socket()
24         self.client.connect(self.addr_port)
25         print("IP is %s:%d" % (self.addr_port[0],self.addr_port[1]))
26 
27     def RT_Image(self):
28         #按照格式打包发送帧数和分辨率
29         self.name=self.addr_port[0]+" Camera"
30         self.client.send(struct.pack("lhh", self.src, self.resolution[0], self.resolution[1]))
31         while(1):
32             info=struct.unpack("lhh",self.client.recv(8))
33             buf_size=info[0]                    #获取读的图片总长度
34             if buf_size:
35                 try:
36                     self.buf=b""                #代表bytes类型
37                     temp_buf=self.buf
38                     while(buf_size):            #读取每一张图片的长度
39                         temp_buf=self.client.recv(buf_size)
40                         buf_size-=len(temp_buf)
41                         self.buf+=temp_buf      #获取图片
42                         data = numpy.fromstring(self.buf, dtype='uint8')    #按uint8转换为图像矩阵
43                         self.image = cv2.imdecode(data, 1)                  #图像解码
44                         cv2.imshow(self.name, self.image)                   #展示图片
45                 except:
46                     pass;
47                 finally:
48                     if(cv2.waitKey(10)==27):        #每10ms刷新一次图片,按‘ESC’(27)退出
49                         self.client.close()
50                         cv2.destroyAllWindows()
51                         break
52 
53     def Get_Data(self,interval):
54         showThread=threading.Thread(target=self.RT_Image)
55         showThread.start()
56 
57 if __name__ == '__main__':
58     camera=Camera_Connect_Object()
59     camera.addr_port[0]=input("Please input IP:")
60     camera.addr_port=tuple(camera.addr_port)
61     camera.Socket_Connect()
62     camera.Get_Data(camera.interval)



 

 

三、文件生成

完成程序的编写以后,希望能把Python脚本转为为能够脱离Python平台的可执行程序,利用pyinstaller可达成目的。

1. 利用 pip install pyinstaller 下载pyinstaller组件,若下载不成功,请参照环境配置方法进行下载

2. 下载成功后,在源程序目录处打开cmd窗口,利用pyinstaller -F -w -i (xxx.ico) (yyy.py) 生成指定图标的exe文件

3. 在生成的目录下,能在 dist 文件夹中找到相应的运行程序

注:pyinstaller指令请参照 https://pyinstaller.readthedocs.io/en/stable/usage.html

 

 

 

 

 

 

 

 

参考文章:

基于Socket和OpenCV的实时视频传输(On Windows):https://www.2cto.com/kf/201608/537950.html 

基于python和opencv的视频传输程序(一):http://www.jianshu.com/p/4aed39710676

教程 | 深度学习 + OpenCV,Python 实现实时视频目标检测:http://www.myzaker.com/article/59c358c91bc8e07a1400002f/