Qt编写跨平台视频监控系统（64通道占用7%CPU/支持win_linux_mac等）

时间：2022-11-25 11:50:41

一、前言

视频监控组件经历过数十年的迭代，从最初的只简单播放个rtsp视频流，到现在支持各种音频视频文件格式（mp3、wav、mp4、asf、rm、rmvb、mkv等）、支持各种视频流格式（rtp、rtsp、rtmp、http等）、支持本地摄像头设备等。后面又陆续搞了音视频同步，硬解码、音视频文件保存等，陆陆续续完善了很久，再到后面搞了共享解码线程，打开相同地址的16路1080P主码流，CPU占用从70%降到了5%，这个提升是巨大的，和我追求极致完美的代码追求相符合，当然做不到完美，但是尽可能做到比以前更好。

把视频监控组件全部搞定以后，移植到视频监控系统中花了不少的精力，包括所有的视频配置参数，全部撤换成新版的按照最新的监控组件的，包括画面显示策略（自动调整/等比缩放/拉伸填充）、视频显示模式（句柄/绘制/GPU）、硬件加速类型（none/dxva2/d3d11va）、通信方式（tcp/udp）、解码策略（速度优先/质量优先/均衡处理/最快速度）、缓存大小等，去掉了一些几百年不用的参数，所有参数都有默认值。

二、功能特点

（一）、软件模块

  1. 视频监控模块，各种停靠小窗体子模块，包括设备列表、图文警情、窗口信息、云台控制、预置位、巡航设置、设备控制、悬浮地图、网页浏览等。
  2. 视频回放模块，包括本地回放、远程回放、设备播放、图片回放、视频上传等。
  3. 电子地图模块，包括图片地图、在线地图、离线地图、路径规划等。
  4. 日志查询模块，包括本地日志、设备日志等。
  5. 系统设置模块，包括系统设置（基本设置、视频参数、数据库设置、地图配置、串口配置等）、录像机管理、摄像机管理、轮询配置、录像计划、用户管理等。

（二）、基础功能

  1. 支持各种视频流（rtsp、rtmp、http等）、视频文件（mp4、rmvb、avi等）、本地USB摄像机播放。
  2. 支持多画面切换，包括1、4、6、8、9、13、16、25、36、64画面切换。
  3. 支持全屏切换，多种切换方式包括鼠标右键菜单、工具栏按钮、快捷键（alt+enter全屏，esc退出全屏）。
  4. 支持视频轮询，包括1、4、9、16画面轮询，可设置轮询分组（轮询预案）、轮询间隔、码流类型等。
  5. 支持onvif协议，包括设备搜索、云台控制、预置位、设备控制（图片参数、校对时间、系统重启，抓拍图片等）。
  6. 支持权限管理，不同的用户可以对应不同的模块权限，比如删除日志、关闭系统等。
  7. 数据库支持多种，包括sqlite、mysql、sqlserver、postgresql、oracle、人大金仓等。
  8. 本地USB摄像机支持设置分辨率、帧率等参数。
  9. 所有停靠模块都自动生成对应的菜单用来控制显示和隐藏，在标题栏右键可以弹出。
  10. 支持显示所有模块、隐藏所有模块、复位普通布局、复位全屏布局。
  11. 双击设备弹出实时预览视频，支持图片地图、在线地图、离线地图等。
  12. 摄像机节点拖曳到对应窗体播放视频，同时支持拖曳本地文件直接播放。
  13. 删除视频支持鼠标右键删除、悬浮条关闭删除、拖曳到视频监控面板外删除等多种方式。
  14. 图片地图上设备按钮可*拖动，自动保存位置信息。百度地图上可以鼠标单击获取经纬度信息，用来更新设备位置。
  15. 视频监控面板窗体中任意通道支持拖曳交换，瞬间响应。
  16. 封装了百度地图，视图切换，运动轨迹，设备点位，鼠标按下获取经纬度等。
  17. 双击节点、拖曳节点、拖曳窗体交换位置等操作，均自动更新保存最后的播放地址，下次软件打开自动应用。
  18. 右下角音量条控件，失去焦点自动隐藏，音量条带静音图标。
  19. 支持视频截图，可指定单个或者对所有通道截图，底部小工具栏也有截图按钮。
  20. 支持超时自动隐藏鼠标指针、自动全屏机制。
  21. 支持onvif云台控制，可上下左右移动云台摄像机，包括复位和焦距调整等。
  22. 支持onvif预置位，可以添加、删除、修改预置位，可以调用起始位。
  23. 支持onvif图像参数设置，包括明亮度、对比度、饱和度、尖锐度等。
  24. 支持onvif其他操作，包括抓图、网络设置、校时、重启、事件订阅等。
  25. 支持任意onvif摄像机，包括但不限于海康、大华、宇视、天地伟业、华为等。
  26. 可保存视频，可选定时存储或者单文件存储，可选存储间隔时间。
  27. 可设置视频流通信方式tcp+udp，可设置视频解码是速度优先、质量优先、均衡等。
  28. 可设置软件中文名称、英文名称、LOGO图标等。
  29. 存储的视频文件支持导出到指定目录，支持批量上传到服务器。
  30. 完善的录像计划设置，支持每个通道7乘24小时每半小时设置是否存储录像。

（三）、特色功能

  1. 主界面采用停靠窗体模式，各种组件以小模块的形式加入，可自定义任意模块加入。
  2. 停靠模块可拖动任意位置嵌入和悬浮，支持最大化全屏，支持多屏幕。
  3. 双重布局文件存储机制，正常模式、全屏模式都对应不同的布局方案，自动切换和保存，比如全屏模式可以突出几个模块透明显示在指定位置，更具科幻感现代化。
  4. 原创onvif协议机制，采用底层协议解析（udp广播搜索+http请求执行命令）更轻量易懂易学习拓展，不依赖任何第三方组件比如gsoap。
  5. 原创数据导入、导出、打印机制，跨平台不依赖任何组件，瞬间导出数据。
  6. 内置多个原创组件，宇宙超值超级牛逼，包括数据导入导出组件（导出到xls、pdf、打印）、数据库组件（数据库管理线程、自动清理数据线程、万能分页、数据请求等）、地图组件、视频监控组件、文件多线程收发组件、onvif通信组件、通用浏览器内核组件等。
  7. 自定义信息框+错误框+询问框+右下角提示框（包含多种格式）等。
  8. 精美换肤，高达17套皮肤样式随意更换，所有样式全部统一，包括菜单等。
  9. 视频控件悬浮条可以自行增加多个按钮，监控界面底部小工具栏也可自行增加按钮。
  10. 双击摄像机节点自动播放视频，双击节点自动依次添加视频，会自动跳到下一个，双击父节点自动添加该节点下的所有视频。可选主码流、子码流。
  11. 录像机管理、摄像机管理，可添加删除修改导入导出打印信息，立即应用新的设备信息生成树状列表，不需重启。
  12. 可选多种内核*切换，ffmpeg、vlc、mpv等，均可在pro中设置。推荐用ffmpeg，跨平台最多，默认提供好了linux和mac平台上编译好的库。
  13. 支持硬解码，可设置硬解码类型（qsv、dxva2、d3d11va等）。
  14. 默认采用opengl绘制视频，超低的CPU资源占用，支持yuyv和nv12两种格式绘制，很牛逼。
  15. 高度可定制化，用户可以很方便的在此基础上衍生自己的功能，比如增加自定义模块，增加运行模式、机器人监控、无人机监控、挖掘机监控等。
  16. 支持xp、win7、win10、win11、linux、mac、各种国产系统（UOS、中标麒麟、银河麒麟等）、嵌入式linux等系统。
  17. 注释完整，项目结构清晰，超级详细完整的使用开发手册，精确到每个代码文件的功能说明，不断持续迭代版本。

三、体验地址

  1. 体验地址：https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g 提取码：01jf 文件名：bin_video_system.zip。
  2. 国内站点：https://gitee.com/feiyangqingyun
  3. 国际站点：https://github.com/feiyangqingyun
  4. 个人主页：https://blog.csdn.net/feiyangqingyun
  5. 知乎主页：https://www.zhihu.com/people/feiyangqingyun/
  6. 在线文档：https://feiyangqingyun.gitee.io/qwidgetdemo/video_system/

四、效果图

Qt编写跨平台视频监控系统（64通道占用7%CPU/支持win_linux_mac等）

五、相关代码

void frmMain::initWidget()
{
    //中间视频监控通道+子模块
    frmModule *module = new frmModule;
    ui->stackedWidget->addWidget(module);

    //停靠窗体加载完成发送信号通知生成菜单
    connect(module, SIGNAL(loadModuleFinshed(QList<QString>, QList<bool>)),
            this, SLOT(initAction(QList<QString>, QList<bool>)));
    //模块切换显示隐藏通知主界面更新菜单
    connect(module, SIGNAL(visibilityChangedFromModule(QString, bool)),
            this, SLOT(visibilityChangedFromModule(QString, bool)));
    //菜单切换模块显示隐藏通知模块类处理
    connect(this, SIGNAL(visibilityChangedFromMain(QString, bool)),
            module, SLOT(visibilityChangedFromMain(QString, bool)));

    //视频回放
    frmVideo *video = new frmVideo;
    ui->stackedWidget->addWidget(video);

    //电子地图
    frmMap *map = new frmMap;
    ui->stackedWidget->addWidget(map);

    //备用模块
    frmMain1 *main1 = new frmMain1;
    ui->stackedWidget->addWidget(main1);

    //日志记录
    frmData *data = new frmData;
    ui->stackedWidget->addWidget(data);

    //系统设置
    frmConfig *config = new frmConfig;
    ui->stackedWidget->addWidget(config);

    //关联样式改变信号自动重新设置图标等处理
    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 << "视频监控" << "视频回放" << "电子地图" << AppData::TitleMain1 << "日志查询" << "系统设置";
    icons << 0xe68c << 0xe68d << 0xe695 << AppData::IconMain1 << 0xe699 << 0xe706;

    //根据设定实例化导航按钮对象
    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;
    }

    //自动打开上次的窗体
    btns.first()->setChecked(true);
    int index = names.indexOf(AppConfig::LastFormMain);
    index >= 0 ? btns.at(index)->click() : btns.first()->click();

    //强制改成默认视频界面
    //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()
{
    //判断是否有对应模块的权限
    QAbstractButton *btn = (QAbstractButton *)sender();
    if (!UserHelper::checkPermission(btn->text())) {
        btn->setChecked(false);
        //切换到永远有权限的页面
        QMetaObject::invokeMethod(btns.at(0), "clicked");
        return;
    }

    //切换到当前窗体
    ui->stackedWidget->setCurrentIndex(btns.indexOf(btn));

    //取消其他按钮选中
    foreach (QAbstractButton *b, btns) {
        b->setChecked(b == btn);
    }

    //保存最后的窗体索引
    AppConfig::LastFormMain = btn->objectName();
    AppConfig::writeConfig();
}
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