Python调用海康SDK对接摄像机 本文简介了Python如何通过 ctypes 对接海康威视 SDK , 实现对网络摄像机的预览、抓图、云台控制等功能

以前做过的项目都是通过 ffmpeg c++ 来捕获摄像机的 RSTP 视频流来处理视频帧,抽空看了一下海康的SDK说明,使用 python ctypes方式a实现了对海康SDK DLL的调用, 可以进行视频预览、抓图、抽帧、云台控制、布防等任务,由于调用的是C++库,速度也很快。如果不要求对视频帧进行实时智能算法分析的话,python的速度也能满足要求,而且开发效率高。

下面简介一下开发流程与关键步骤。

1、海康SDK开发包简介

在海康威视官网注册后,可以下载开发最新的SDK,其中包含说明书。

海康 SDK 构成与其它C/C++的SDK是类似的,主要由 头文件,库文件( ,lib, .so) 以及静态链接库DLL组成, linux下库文件只有.so。

python项目导入SDK 相当简单,只需要将相关DLL文件拷贝至python项目文件夹即可,主要是下面几个文件
HCNetSDK.dll
HCCore.dll
HCPreview.dll
PlayCtrl.dll
HCCoreDevCfg.dll
或者放入1个特定文件夹,将这个文件夹加入到系统环境变量path中。只要程序运行时可以找到 DLL 就可以。

2、调用SDK的基本流程

说明书上写得很详细,以实现预览的过程为例,流程如下:

3、主要步骤介绍

1)如何导入SDK DLL

python如何调用 C/C++ DLL,请参考本人文章:Python 使用 ctypes 调用 C/C++ DLL 动态链接库

由于海康的接口较多,对每个接口函数及参数重新申明,这是个体力活。因此建议大家在学习完ctypes以后,参考本文,自己用python ctypes 语法来封装你所需要的海康SDK 接口。
用 ctypes 调用sdk函数的方式,基本思路是:

  • 先用ctype来声明 SDK接口函数的形参与返回值,目的是python代码类型与 C++类型能匹配上
  • 建议采用签名函数方式,分别申明函数参数artstypes,返回值类型 restype,好处是使用结构清晰。

也可以使用 Cython 来调用海康SDK,调用速度可以直接与C++编程相比了。然而,Cython学习的难度明显高于 ctypes,如果C++平时用得少,不建议用 Cython.

用ctypes 声明 SDK接口函数的形参与返回值

首先要做的就是用python ctypes 将 DLL中的接口函数的形参重新定义。如 SDK中注册设备的方法:

LONG NET_DVR_Login_V40(
LPNET_DVR_USER_LOGIN_INFO pLoginInfo,
LPNET_DVR_DEVICEINFO_V40 lpDeviceInfo);
两个形参是结构指针,python中没有直接对应的类型,因此需要通过ctypes 类型重新定义:

NET_DVR_Login_V40()参数

# NET_DVR_Login_V40()参数
class NET_DVR_USER_LOGIN_INFO(Structure):
 _fields_ = [
 ("sDeviceAddress", c_char * 129), # 设备地址,IP 或者普通域名
 ("byUseTransport", c_byte), # 是否启用能力集透传:0- 不启用透传,默认;1- 启用透传
 ("wPort", c_uint16), # 设备端口号,例如:8000
 ("sUserName", c_char * 64), # 登录用户名,例如:admin
 ("sPassword", c_char * 64), # 登录密码,例如:12345
 ("cbLoginResult", fLoginResultCallBack), # 登录状态回调函数,bUseAsynLogin 为1时有效
 ("pUser", c_void_p), # 用户数据
 ("bUseAsynLogin", c_uint32), # 是否异步登录:0- 否,1- 是
 ("byProxyType", c_byte), # 0:不使用代理,1:使用标准代理,2:使用EHome代理
 ("byUseUTCTime", c_byte),
 # 0-不进行转换,默认,1-接口上输入输出全部使用UTC时间,SDK完成UTC时间与设备时区的转换,2-接口上输入输出全部使用平台本地时间,SDK完成平台本地时间与设备时区的转换
 ("byLoginMode", c_byte), # 0-Private 1-ISAPI 2-自适应
 ("byHttps", c_byte), # 0-不适用tls,1-使用tls 2-自适应
 ("iProxyID", c_uint32), # 代理服务器序号,添加代理服务器信息时,相对应的服务器数组下表值
 ("byVerifyMode", c_byte), # 认证方式,0-不认证,1-双向认证,2-单向认证;认证仅在使用TLS的时候生效;
 ("byRes2", c_byte * 119)]
LPNET_DVR_USER_LOGIN_INFO = POINTER(NET_DVR_USER_LOGIN_INFO)

设备参数结构体 V40

调用sdk函数示例

下面用注册设备函数 NET_DVR_Login_V40 为例,展示初始化参数,赋值,调用dll函数步骤:

其它sdk函数调用过程也是类似的。

2) 开发框架说明l

因为只是1个练习,为了省事,采用了 python Tkinter 来开发界面,也可以使用QT来做。

3) 几个技术点说明

设备注册后,必须要调用 NET_DVR_RealPlay_V40() 函数进行预览画面,后面的抓图、读帧以及云台控制均要求先执行这一步。
该函数定义如下:
LONG NET_DVR_RealPlay_V40(
LONG lUserID,
LPNET_DVR_PREVIEWINFO lpPreviewInfo,
REALDATACALLBACK fRealDataCallBack_V30,
void *pUser);

可以有1个回调函数 REALDATACALLBACK
typedef void(CALLBACK *REALDATACALLBACK)(
LONG lRealHandle,
DWORD dwDataType,
BYTE *pBuffer,
DWORD dwBufSize,
void *pUser);

注意要计划好显示视频的窗口控件,获取该窗口的句柄,传给NET_DVR_RealPlay_V40,或回调函数。

捕获视频码流以及解码显示均由该回调函数完成,捕获原始的YUV视频帧也在此进行。
如果要对视频进行分析,有两种方法
1)通过sdk的抓图接口函数抓图进行分析,如 NET_DVR_CapturePicture
2) 实时性要求高,可将预览码流中的原始YUV帧l转换为RGB后,再进行
处理。

  1. 代码如下
# coding=utf-8
import os
import platform
import tkinter
from tkinter import *
from tkinter import ttk
from HCNetSDK import *
from PlayCtrl import *
from time import sleep
import ctypes
# 登录的设备信息
WINDOWS_FLAG = True
win = None # 预览窗口
funcRealDataCallBack_V30 = None # 实时预览回调函数,需要定义为全局的
PlayCtrl_Port = c_long(-1) # 播放句柄
Playctrldll = None # 播放库
FuncDecCB = None # 播放库解码回调函数,需要定义为全局的
# 获取当前系统环境
def GetPlatform():
 sysstr = platform.system()
 print('' + sysstr)
 if sysstr != "Windows":
 global WINDOWS_FLAG
 WINDOWS_FLAG = False
# 设置SDK初始化依赖库路径
def SetSDKInitCfg():
 # 设置HCNetSDKCom组件库和SSL库加载路径
 # print(os.getcwd())
 if WINDOWS_FLAG:
 strPath = os.getcwd().encode('gbk')
 sdk_ComPath = NET_DVR_LOCAL_SDK_PATH()
 sdk_ComPath.sPath = strPath
 Objdll.NET_DVR_SetSDKInitCfg(2, byref(sdk_ComPath))
 Objdll.NET_DVR_SetSDKInitCfg(3, create_string_buffer(
 strPath + b'\libcrypto-1_1-x64.dll'))
 Objdll.NET_DVR_SetSDKInitCfg(
 4, create_string_buffer(strPath + b'\libssl-1_1-x64.dll'))
 else:
 strPath = os.getcwd().encode('utf-8')
 sdk_ComPath = NET_DVR_LOCAL_SDK_PATH()
 sdk_ComPath.sPath = strPath
 Objdll.NET_DVR_SetSDKInitCfg(2, byref(sdk_ComPath))
 Objdll.NET_DVR_SetSDKInitCfg(
 3, create_string_buffer(strPath + b'/libcrypto.so.1.1'))
 Objdll.NET_DVR_SetSDKInitCfg(
 4, create_string_buffer(strPath + b'/libssl.so.1.1'))
def LoginDev(sdk):
 # 登录注册设备
 '''
 device_info = NET_DVR_DEVICEINFO_V30()
 lUserId = Objdll.NET_DVR_Login_V30(
 DEV_IP, DEV_PORT, DEV_USER_NAME, DEV_PASSWORD, byref(device_info))
 '''
 # 用户注册设备
 # c++传递进去的是byte型数据,需要转成byte型传进去,否则会乱码
 # 登录参数,包括设备地址、登录用户、密码等
 struLoginInfo = NET_DVR_USER_LOGIN_INFO()
 struLoginInfo.bUseAsynLogin = 0 # 同步登录方式
 struLoginInfo.sDeviceAddress = bytes("192.168..200", "ascii") # 设备IP地址
 struLoginInfo.wPort = 8000 # 设备服务端口
 struLoginInfo.sUserName = bytes("admin", "ascii") # 设备登录用户名
 struLoginInfo.sPassword = bytes("123456", "ascii") # 设备登录密码
 struLoginInfo.byLoginMode = 0
 struDeviceInfoV40 = NET_DVR_DEVICEINFO_V40()
 UserID = sdk.NET_DVR_Login_V40(
 byref(struLoginInfo), byref(struDeviceInfoV40))
 return (UserID, struDeviceInfoV40)
def DecCBFun(nPort, pBuf, nSize, pFrameInfo, nUser, nReserved2):
 # 解码回调函数
 if pFrameInfo.contents.nType == 3:
 # 解码返回视频YUV数据,将YUV数据转成jpg图片保存到本地
 # 如果有耗时处理,需要将解码数据拷贝到回调函数外面的其他线程里面处理,避免阻塞回调导致解码丢帧
 sFileName = ('pic/test_stamp[%d].jpg' %
 pFrameInfo.contents.nStamp)
 nWidth = pFrameInfo.contents.nWidth
 nHeight = pFrameInfo.contents.nHeight
 nType = pFrameInfo.contents.nType
 dwFrameNum = pFrameInfo.contents.dwFrameNum
 nStamp = pFrameInfo.contents.nStamp
 print(nWidth, nHeight, nType, dwFrameNum, nStamp, sFileName)
 lRet = Playctrldll.PlayM4_ConvertToJpegFile(
 pBuf, nSize, nWidth, nHeight, nType, c_char_p(sFileName.encode()))
 if lRet == 0:
 print('PlayM4_ConvertToJpegFile fail, error code is:',
 Playctrldll.PlayM4_GetLastError(nPort))
 else:
 print('PlayM4_ConvertToJpegFile success')
def RealDataCallBack_V30(lPlayHandle, dwDataType, pBuffer, dwBufSize, pUser):
 # 码流回调函数
 if dwDataType == NET_DVR_SYSHEAD:
 # 设置流播放模式
 Playctrldll.PlayM4_SetStreamOpenMode(PlayCtrl_Port, 0)
 # 打开码流,送入40字节系统头数据
 if Playctrldll.PlayM4_OpenStream(PlayCtrl_Port, pBuffer, dwBufSize, 1024*1024):
 # 设置解码回调,可以返回解码后YUV视频数据
 global FuncDecCB
 FuncDecCB = DECCBFUNWIN(DecCBFun)
 Playctrldll.PlayM4_SetDecCallBackExMend(
 PlayCtrl_Port, FuncDecCB, None, 0, None)
 # 开始解码播放
 if Playctrldll.PlayM4_Play(PlayCtrl_Port, cv.winfo_id()):
 print(u'播放库播放成功')
 else:
 print(u'播放库播放失败')
 else:
 print(u'播放库打开流失败')
 elif dwDataType == NET_DVR_STREAMDATA:
 Playctrldll.PlayM4_InputData(PlayCtrl_Port, pBuffer, dwBufSize)
 else:
 print(u'其他数据,长度:', dwBufSize)
def OpenPreview(Objdll, lUserId, callbackFun):
 '''
 打开预览
 '''
 preview_info = NET_DVR_PREVIEWINFO()
 preview_info.hPlayWnd = 0
 preview_info.lChannel = 1 # 通道号lk在
 preview_info.dwStreamType = 0 # 主码流
 preview_info.dwLinkMode = 0 # TCP
 preview_info.bBlocked = 1 # 阻塞取流
 preview_info.dwDisplayBufNum = 15 # 缓冲区大小,15*1024*1024
 # 开始预览并且设置回调函数回调获取实时流数据
 lRealPlayHandle = Objdll.NET_DVR_RealPlay_V40(
 lUserId, byref(preview_info), callbackFun, None)
 return lRealPlayHandle
def InputData(fileMp4, Playctrldll):
 while True:
 pFileData = fileMp4.read(4096)
 if pFileData is None:
 break
 if not Playctrldll.PlayM4_InputData(PlayCtrl_Port, pFileData, len(pFileData)):
 break
def click_capture():
 print("clicked capture button")
 # Objdll.NET_DVR_SetCapturePictureMode(1)
 pFileName = ctypes.c_char_p()
 pFileName.value = bytes("pic/image.jpg", "utf-8")
 # 开始抓图。
 res = Objdll.NET_DVR_CapturePicture(lRealPlayHandle, pFileName)
 if res:
 print("Successfullly capture picture, ", pFileName.value)
def click_left():
 print("clicked button up")
 # 因无测试条件,暂略
def click_right():
 print("clicked button")
def click_up():
 print("clicked button")
def click_down():
 print("clicked button")
if __name__ == '__main__':
 # 创建窗口
 win = tkinter.Tk()
 # 固定窗口大小
 win.resizable(0, 0)
 win.overrideredirect(True)
 sw = win.winfo_screenwidth()
 # 得到屏幕宽度
 sh = win.winfo_screenheight()
 # 得到屏幕高度
 # 窗口宽高
 ww = 800
 wh = 650
 x = (sw - ww) / 2
 y = (sh - wh) / 2
 win.geometry("%dx%d+%d+%d" % (ww, wh, x, y))
 # 创建一个Canvas,设置其背景色为白色
 cv = Canvas(
 win,
 width=760,
 height=460,
 bg="white",
 )
 cv.place(x=20, y=10)
 # 创建退出按键
 btn_left = Button(win, text=" 左 ",
 command=click_left).place(x=100, y=530)
 btn_right = Button(win, text=" 右 ",
 command=click_right).place(x=180, y=530)
 btn_top = Button(win, text=" 上 ", command=click_up).place(x=145, y=495)
 btn_down = Button(win, text=" 下 ",
 command=click_down).place(x=145, y=565)
 btn_capture = Button(win, text=" 放大 ",
 command=click_capture).place(x=280, y=500)
 btn_capture = Button(win, text=" 缩小 ",
 command=click_capture).place(x=280, y=530)
 btn_capture = Button(win, text=" 截图 ",
 command=click_capture).place(x=280, y=560)
 lbl_ip = Label(win, text="IP地址", fg="#111").place(x=480, y=490)
 ent_ip = Entry(win).place(x=550, y=490)
 lbl_port = Label(win, text="端口", fg="#111").place(x=480, y=515)
 ent_port = Entry(win).place(x=550, y=515)
 lbl_name = Label(win, text="登录名", fg="#111").place(x=480, y=540)
 ent_name = Entry(win).place(x=550, y=540)
 lbl_password = Label(win, text="密码", fg="#111").place(x=480, y=565)
 password = StringVar()
 password_entry = ttk.Entry(
 win,
 textvariable=password,
 show='*'
 )
 password_entry.place(x=550, y=565)
 separator = ttk.Separator(win, orient='horizontal')
 separator.place(x=10, y=600, width=790)
 btn_q = Button(win, text=' 退出 ', command=win.quit)
 btn_q.place(x=660, y=610)
 # 加载库,先加载依赖库
 dname = 'D:\workplace\dependency\hik_lib\HCNetSDK.dll'
 # Objdll = ctypes.CDLL('lib/HCNetSDK.dll') # 加载网络库
 Objdll = ctypes.cdll.LoadLibrary(dname)
 # Playctrldll = ctypes.CDLL('lib/PlayCtrl.dll') # 加载播放库
 dname = 'D:\workplace\dependency\hik_lib\PlayCtrl.dll'
 Playctrldll = ctypes.cdll.LoadLibrary(dname)
 print("load dll successfully")
 # SetSDKInitCfg() # 设置组件库和SSL库加载路径
 # 初始化DLL
 Objdll.NET_DVR_Init()
 print("init device successfully ")
 # 启用SDK写日志
 Objdll.NET_DVR_SetLogToFile(
 3, bytes('./SdkLog_Python/', encoding="utf-8"), False)
 print("config log to SdkLog_Python ")
 # 获取一个播放句柄
 if not Playctrldll.PlayM4_GetPort(byref(PlayCtrl_Port)):
 print(u'获取播放库句柄失败')
 # 登录设备
 (lUserId, device_info) = LoginDev(Objdll)
 if lUserId < 0:
 err = Objdll.NET_DVR_GetLastError()
 print('Login device fail, error code is: %d' %
 Objdll.NET_DVR_GetLastError())
 # 释放资源
 Objdll.NET_DVR_Cleanup()
 exit()
 print("login device ")
 # 定义码流回调函数
 funcRealDataCallBack_V30 = REALDATACALLBACK(RealDataCallBack_V30)
 # 开启预览
 lRealPlayHandle = OpenPreview(Objdll, lUserId, funcRealDataCallBack_V30)
 if lRealPlayHandle < 0:
 print('Open preview fail, error code is: %d' %
 Objdll.NET_DVR_GetLastError())
 # 登出设备
 Objdll.NET_DVR_Logout(lUserId)
 # 释放资源
 Objdll.NET_DVR_Cleanup()
 exit()
 # show Windows
 win.mainloop()
 # 关闭预览
 Objdll.NET_DVR_StopRealPlay(lRealPlayHandle)
 # 停止解码,释放播放库资源
 if PlayCtrl_Port.value > -1:
 Playctrldll.PlayM4_Stop(PlayCtrl_Port)
 Playctrldll.PlayM4_CloseStream(PlayCtrl_Port)
 Playctrldll.PlayM4_FreePort(PlayCtrl_Port)
 PlayCtrl_Port = c_long(-1)
 # 登出设备
 Objdll.NET_DVR_Logout(lUserId)
 # 释放资源
 Objdll.NET_DVR_Cleanup()
作者:__弯弓__原文地址:https://blog.csdn.net/captain5339/article/details/127435535

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