Qt編寫跨平臺視頻監控系統(64通道佔用7%CPU/支持win_linux_mac等)

一、前言

視頻監控組件經歷過數十年的迭代,從最初的只簡單播放個rtsp視頻流,到現在支持各種音頻視頻文件格式(mp3、wav、mp4、asf、rm、rmvb、mkv等)、支持各種視頻流格式(rtp、rtsp、rtmp、http等)、支持本地攝像頭設備等。後面又陸續搞了音視頻同步,硬解碼、音視頻文件保存等,陸陸續續完善了很久,再到後面搞了共享解碼線程,打開相同地址的16路1080P主碼流,CPU佔用從70%降到了5%,這個提升是巨大的,和我追求極致完美的代碼追求相符合,當然做不到完美,但是儘可能做到比以前更好。

把視頻監控組件全部搞定以後,移植到視頻監控系統中花了不少的精力,包括所有的視頻配置參數,全部撤換成新版的按照最新的監控組件的,包括畫面顯示策略(自動調整/等比縮放/拉伸填充)、視頻顯示模式(句柄/繪製/GPU)、硬件加速類型(none/dxva2/d3d11va)、通信方式(tcp/udp)、解碼策略(速度優先/質量優先/均衡處理/最快速度)、緩存大小等,去掉了一些幾百年不用的參數,所有參數都有默認值。

二、功能特點

(一)、軟件模塊

  1. 視頻監控模塊,各種停靠小窗體子模塊,包括設備列表、圖文警情、窗口信息、雲臺控制、預置位、巡航設置、設備控制、懸浮地圖、網頁瀏覽等。
  2. 視頻回放模塊,包括本地回放、遠程回放、設備播放、圖片回放、視頻上傳等。
  3. 電子地圖模塊,包括圖片地圖、在線地圖、離線地圖、路徑規劃等。
  4. 日誌查詢模塊,包括本地日誌、設備日誌等。
  5. 系統設置模塊,包括系統設置(基本設置、視頻參數、數據庫設置、地圖配置、串口配置等)、錄像機管理、攝像機管理、輪詢配置、錄像計劃、用戶管理等。

(二)、基礎功能

  1. 支持各種視頻流(rtsp、rtmp、http等)、視頻文件(mp4、rmvb、avi等)、本地USB攝像機播放。
  2. 支持多畫面切換,包括1、4、6、8、9、13、16、25、36、64畫面切換。
  3. 支持全屏切換,多種切換方式包括鼠標右鍵菜單、工具欄按鈕、快捷鍵(alt+enter全屏,esc退出全屏)。
  4. 支持視頻輪詢,包括1、4、9、16畫面輪詢,可設置輪詢分組(輪詢預案)、輪詢間隔、碼流類型等。
  5. 支持onvif協議,包括設備搜索、雲臺控制、預置位、設備控制(圖片參數、校對時間、系統重啓,抓拍圖片等)。
  6. 支持權限管理,不同的用戶可以對應不同的模塊權限,比如刪除日誌、關閉系統等。
  7. 數據庫支持多種,包括sqlite、mysql、sqlserver、postgresql、oracle、人大金倉等。
  8. 本地USB攝像機支持設置分辨率、幀率等參數。
  9. 所有停靠模塊都自動生成對應的菜單用來控制顯示和隱藏,在標題欄右鍵可以彈出。
  10. 支持顯示所有模塊、隱藏所有模塊、復位普通佈局、復位全屏佈局。
  11. 雙擊設備彈出實時預覽視頻,支持圖片地圖、在線地圖、離線地圖等。
  12. 攝像機節點拖曳到對應窗體播放視頻,同時支持拖曳本地文件直接播放。
  13. 刪除視頻支持鼠標右鍵刪除、懸浮條關閉刪除、拖曳到視頻監控面板外刪除等多種方式。
  14. 圖片地圖上設備按鈕可自由拖動,自動保存位置信息。百度地圖上可以鼠標單擊獲取經緯度信息,用來更新設備位置。
  15. 視頻監控面板窗體中任意通道支持拖曳交換,瞬間響應。
  16. 封裝了百度地圖,視圖切換,運動軌跡,設備點位,鼠標按下獲取經緯度等。
  17. 雙擊節點、拖曳節點、拖曳窗體交換位置等操作,均自動更新保存最後的播放地址,下次軟件打開自動應用。
  18. 右下角音量條控件,失去焦點自動隱藏,音量條帶靜音圖標。
  19. 支持視頻截圖,可指定單個或者對所有通道截圖,底部小工具欄也有截圖按鈕。
  20. 支持超時自動隱藏鼠標指針、自動全屏機制。
  21. 支持onvif雲臺控制,可上下左右移動雲臺攝像機,包括復位和焦距調整等。
  22. 支持onvif預置位,可以添加、刪除、修改預置位,可以調用起始位。
  23. 支持onvif圖像參數設置,包括明亮度、對比度、飽和度、尖銳度等。
  24. 支持onvif其他操作,包括抓圖、網絡設置、校時、重啓、事件訂閱等。
  25. 支持任意onvif攝像機,包括但不限於海康、大華、宇視、天地偉業、華爲等。
  26. 可保存視頻,可選定時存儲或者單文件存儲,可選存儲間隔時間。
  27. 可設置視頻流通信方式tcp+udp,可設置視頻解碼是速度優先、質量優先、均衡等。
  28. 可設置軟件中文名稱、英文名稱、LOGO圖標等。
  29. 存儲的視頻文件支持導出到指定目錄,支持批量上傳到服務器。
  30. 完善的錄像計劃設置,支持每個通道7乘24小時每半小時設置是否存儲錄像。

(三)、特色功能

  1. 主界面採用停靠窗體模式,各種組件以小模塊的形式加入,可自定義任意模塊加入。
  2. 停靠模塊可拖動任意位置嵌入和懸浮,支持最大化全屏,支持多屏幕。
  3. 雙重佈局文件存儲機制,正常模式、全屏模式都對應不同的佈局方案,自動切換和保存,比如全屏模式可以突出幾個模塊透明顯示在指定位置,更具科幻感現代化。
  4. 原創onvif協議機制,採用底層協議解析(udp廣播搜索+http請求執行命令)更輕量易懂易學習拓展,不依賴任何第三方組件比如gsoap。
  5. 原創數據導入、導出、打印機制,跨平臺不依賴任何組件,瞬間導出數據。
  6. 內置多個原創組件,宇宙超值超級牛逼,包括數據導入導出組件(導出到xls、pdf、打印)、數據庫組件(數據庫管理線程、自動清理數據線程、萬能分頁、數據請求等)、地圖組件、視頻監控組件、文件多線程收發組件、onvif通信組件、通用瀏覽器內核組件等。
  7. 自定義信息框+錯誤框+詢問框+右下角提示框(包含多種格式)等。
  8. 精美換膚,高達17套皮膚樣式隨意更換,所有樣式全部統一,包括菜單等。
  9. 視頻控件懸浮條可以自行增加多個按鈕,監控界面底部小工具欄也可自行增加按鈕。
  10. 雙擊攝像機節點自動播放視頻,雙擊節點自動依次添加視頻,會自動跳到下一個,雙擊父節點自動添加該節點下的所有視頻。可選主碼流、子碼流。
  11. 錄像機管理、攝像機管理,可添加刪除修改導入導出打印信息,立即應用新的設備信息生成樹狀列表,不需重啓。
  12. 可選多種內核自由切換,ffmpeg、vlc、mpv等,均可在pro中設置。推薦用ffmpeg,跨平臺最多,默認提供好了linux和mac平臺上編譯好的庫。
  13. 支持硬解碼,可設置硬解碼類型(qsv、dxva2、d3d11va等)。
  14. 默認採用opengl繪製視頻,超低的CPU資源佔用,支持yuyv和nv12兩種格式繪製,很牛逼。
  15. 高度可定製化,用戶可以很方便的在此基礎上衍生自己的功能,比如增加自定義模塊,增加運行模式、機器人監控、無人機監控、挖掘機監控等。
  16. 支持xp、win7、win10、win11、linux、mac、各種國產系統(UOS、中標麒麟、銀河麒麟等)、嵌入式linux等系統。
  17. 註釋完整,項目結構清晰,超級詳細完整的使用開發手冊,精確到每個代碼文件的功能說明,不斷持續迭代版本。

三、體驗地址

  1. 體驗地址:https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g 提取碼:01jf 文件名:bin_video_system.zip。
  2. 國內站點:https://gitee.com/feiyangqingyun
  3. 國際站點:https://github.com/feiyangqingyun
  4. 個人主頁:https://blog.csdn.net/feiyangqingyun
  5. 知乎主頁:https://www.zhihu.com/people/feiyangqingyun/
  6. 在線文檔:https://feiyangqingyun.gitee.io/qwidgetdemo/video_system/

四、效果圖

五、相關代碼

void frmMain::initWidget()
{
    //中間視頻監控通道+子模塊
    frmModule *module = new frmModule;
    ui->stackedWidget->addWidget(module);

    //停靠窗體加載完成發送信號通知生成菜單
    connect(module, SIGNAL(loadModuleFinshed(QList<QString>, QList<bool>)),
            this, SLOT(initAction(QList<QString>, QList<bool>)));
    //模塊切換顯示隱藏通知主界面更新菜單
    connect(module, SIGNAL(visibilityChangedFromModule(QString, bool)),
            this, SLOT(visibilityChangedFromModule(QString, bool)));
    //菜單切換模塊顯示隱藏通知模塊類處理
    connect(this, SIGNAL(visibilityChangedFromMain(QString, bool)),
            module, SLOT(visibilityChangedFromMain(QString, bool)));

    //視頻回放
    frmVideo *video = new frmVideo;
    ui->stackedWidget->addWidget(video);

    //電子地圖
    frmMap *map = new frmMap;
    ui->stackedWidget->addWidget(map);

    //備用模塊
    frmMain1 *main1 = new frmMain1;
    ui->stackedWidget->addWidget(main1);

    //日誌記錄
    frmData *data = new frmData;
    ui->stackedWidget->addWidget(data);

    //系統設置
    frmConfig *config = new frmConfig;
    ui->stackedWidget->addWidget(config);

    //關聯樣式改變信號自動重新設置圖標等處理
    connect(AppEvent::Instance(), SIGNAL(changeStyle()), this, SLOT(initIcon()));
    connect(AppEvent::Instance(), SIGNAL(changeStyle()), this, SLOT(initLogo()));
    connect(AppEvent::Instance(), SIGNAL(changeLogo()), this, SLOT(initLogo()));
    connect(AppEvent::Instance(), SIGNAL(changeTitleInfo()), this, SLOT(initTitleInfo()));
    connect(AppEvent::Instance(), SIGNAL(fullScreen(bool)), this, SLOT(fullScreen(bool)));
    connect(AppEvent::Instance(), SIGNAL(mouseButtonRelease()), this, SLOT(mouseButtonRelease()));
}

void frmMain::initNav()
{
    QList<QString> names, texts;
    names << "btnView" << "btnVideo" << "btnMap" << "btnMain1" << "btnData" << "btnConfig";
    texts << "視頻監控" << "視頻回放" << "電子地圖" << AppData::TitleMain1 << "日誌查詢" << "系統設置";
    icons << 0xe68c << 0xe68d << 0xe695 << AppData::IconMain1 << 0xe699 << 0xe706;

    //根據設定實例化導航按鈕對象
    for (int i = 0; i < texts.count(); ++i) {
        QToolButton *btn = new QToolButton;
        CommonNav::initNavBtn(btn, names.at(i), texts.at(i), false);
        connect(btn, SIGNAL(clicked(bool)), this, SLOT(buttonClicked()));
        ui->layoutNav->addWidget(btn);
        btns << btn;
    }

    //自動打開上次的窗體
    btns.first()->setChecked(true);
    int index = names.indexOf(AppConfig::LastFormMain);
    index >= 0 ? btns.at(index)->click() : btns.first()->click();

    //強制改成默認視頻界面
    //btns.at(0)->click();
    btns.at(3)->setVisible(AppConfig::EnableMain1);
}

void frmMain::initIcon()
{
    int count = btns.count();
    for (int i = 0; i < count; ++i) {
        CommonNav::initNavBtnIcon(btns.at(i), icons.at(i), false);
    }
}

void frmMain::buttonClicked()
{
    //判斷是否有對應模塊的權限
    QAbstractButton *btn = (QAbstractButton *)sender();
    if (!UserHelper::checkPermission(btn->text())) {
        btn->setChecked(false);
        //切換到永遠有權限的頁面
        QMetaObject::invokeMethod(btns.at(0), "clicked");
        return;
    }

    //切換到當前窗體
    ui->stackedWidget->setCurrentIndex(btns.indexOf(btn));

    //取消其他按鈕選中
    foreach (QAbstractButton *b, btns) {
        b->setChecked(b == btn);
    }

    //保存最後的窗體索引
    AppConfig::LastFormMain = btn->objectName();
    AppConfig::writeConfig();
}
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