基于QT的嵌入式視頻處理技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)

摘 要：目前嵌入式技術(shù)隨著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的突飛猛進(jìn)發(fā)展而得到了快速普及，嵌入式關(guān)鍵技術(shù)之一的GUI技術(shù)（Graphical User Interface圖形用戶界面）也得到了快速發(fā)展，而QT作為嵌入式GUI技術(shù)中主流的技術(shù)平臺(tái)更是得到了廣泛認(rèn)可，而OpenCV技術(shù)的出現(xiàn)使得QT在視頻處理方面更加專(zhuān)業(yè)。

關(guān)鍵詞：嵌入式；GUI；QT；OpenCV

中圖分類(lèi)號(hào)：TP368.1

1 目前主流的嵌入式GUI

GUI技術(shù)是嵌入式的關(guān)鍵技術(shù)之一，其直接關(guān)系到產(chǎn)品的界面友好性程度，最終影響到產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

目前主流的嵌入式GUI主要有以下幾種：

Microwindows的體系結(jié)構(gòu)由上至下，分別為API層、圖形引擎層、驅(qū)動(dòng)層、硬件層，用戶可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求來(lái)實(shí)現(xiàn)每一個(gè)層。

MiniGUI的實(shí)現(xiàn)主要依賴(lài)于標(biāo)準(zhǔn)C的庫(kù)函數(shù)，它可以任意在支持標(biāo)準(zhǔn)C的環(huán)境上運(yùn)行，MiniGUI很小巧但也很高效。MiniGUI主要應(yīng)用在一些中低端設(shè)備中。

2 QT的搭建

由于QT具有跨平臺(tái)的特性，所以一般開(kāi)發(fā)可以在windows下開(kāi)發(fā)，再移植到Linux中，本文重點(diǎn)介紹QT在Windows下的使用。

QT的開(kāi)發(fā)環(huán)境包括以下幾部分：QT的GUI庫(kù)，QT creator，windows版本還包含編譯器，可以是Microsoft visual stdio c++，還可以是MinGW，本文中使用的是MinGW。

搭建QT開(kāi)發(fā)環(huán)境包括以下幾部分：（1）下載安裝MinGW編譯器，該編譯器支持Gcc和G++。（2）下載安裝qt-creator-win-opensource。（3）為QT、MinGW、qmake添加環(huán)境變量。

3 OpenCV的安裝配置

3.1 OpenCV簡(jiǎn)介。QT中本身也支持視頻處理，但功能十分有限，如果需要更強(qiáng)大的視頻處理功能，需要引入OpenCV（open source computer vision library），即開(kāi)源計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)。

3.2 OpenCV的優(yōu)點(diǎn)：（1）開(kāi)源。OpenCV完全遵循BSD協(xié)議（五大開(kāi)源許可協(xié)議之一），具有極高的開(kāi)放性。（2）跨平臺(tái)。OpenCV支持Windows、Linux，Mac，可以輕松實(shí)現(xiàn)平臺(tái)之間的移植。（3）效率高，速度快。由于OpenCV采用C++實(shí)現(xiàn)，并且算法經(jīng)過(guò)優(yōu)化，效率有較大程度的提高，執(zhí)行的速度也比較快。（4）涵蓋面廣、功能強(qiáng)大。OpenCV主要有13個(gè)模塊構(gòu)成，涵蓋了計(jì)算機(jī)視覺(jué)的各個(gè)方面，在相關(guān)方面基本都應(yīng)用。

3.3 OpenCV的安裝配置：（1）前提是QT已經(jīng)安裝配置成功。（2）下載OpenCV。下載OpenCV后，解壓即可，實(shí)際上并不需要安裝，注意解壓路徑不能有空格，否則會(huì)出錯(cuò)。（3）下載安裝CMake。OpenCV只是一個(gè)庫(kù)，并不能直接拿來(lái)使用，需要借助CMake將其編譯后才可以使用。（4）配置CMake參數(shù)，進(jìn)行編譯。使用CMake，主要是設(shè)定OpenCV的輸入路徑、輸出路徑、MinGW的位置等相關(guān)信息。運(yùn)行CMake之后，需要在命令提示符下進(jìn)入輸出路徑，然后執(zhí)行mingw32-make命令，由MinGW對(duì)OpenCV進(jìn)行編譯，其間會(huì)耗費(fèi)一定的時(shí)間。此步驟成功后，再執(zhí)行mingw32-make install命令，會(huì)把編譯好的所有文放到這個(gè)文件夾下，這個(gè)就是將來(lái)開(kāi)發(fā)要用到的OpenCV全部文件。（5）將上一步驟得到的install目錄bin文件夾，添加到系統(tǒng)的環(huán)境變量中，重新啟動(dòng)電腦。（6）在QT工程中，打開(kāi).pro工程屬性文件，將OpenCV添加到INCLUDEPATH和LIBS中后，就可以在QT開(kāi)發(fā)中使用OpenCV計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)了。

4 在QT中通過(guò)OpenCV實(shí)現(xiàn)視頻處理

4.1 實(shí)現(xiàn)的基本原理。在視頻處理中主要用到OpenCV的highgui模塊，該模塊，前面已說(shuō)過(guò)，主要完成視頻捕捉、編碼，圖片處理等相關(guān)功能。

highgui模塊中已經(jīng)封裝了視頻、圖像、窗口的所有操作。

首先，利用OpenCV建立窗口，然后打開(kāi)攝像頭，獲取攝像頭中的幀，然后申請(qǐng)IplImage類(lèi)型的指針，將幀放入指針指向的內(nèi)存空間，此時(shí)的只是靜止的圖像而已，為了符合我們?nèi)搜鄣挠^看習(xí)慣，再通過(guò)循環(huán)，達(dá)到每秒鐘顯示30次左右的效果，與放電影的原理基本一樣，最終顯示到窗口，看到就是動(dòng)態(tài)的視頻效果，使用完之后釋放內(nèi)存，釋放窗口即可。

5 總結(jié)

嵌入式技術(shù)在當(dāng)前的大環(huán)境下得到了快速發(fā)展，隨著硬件設(shè)備性能的不斷提高，高性能的嵌入式程序會(huì)越來(lái)越廣泛地被使用，而QT恰好與這個(gè)大環(huán)境相吻合，同時(shí)OpenCV的出現(xiàn)對(duì)QT也是一個(gè)促進(jìn)，QT+OpenCV模式在未來(lái)嵌入式視頻處理中會(huì)廣泛地被使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭均鍵，史步海，劉洋.基于Qt的嵌入式GUI開(kāi)發(fā)平臺(tái)的搭建[J].微型電腦應(yīng)用，2010，2.

[2]郭暉，陳光.基于OpenCV的視頻圖像處理應(yīng)用研究[J].微型機(jī)與應(yīng)用，2010，21.

[3]秦小文，溫志芳，喬維維.基于OpenCV的圖像處理[J].電子測(cè)試，2011-7.

[4]許生模，余敏.嵌入式QT的內(nèi)核分析與優(yōu)化[J].微計(jì)算機(jī)信息，2007-10.

[5]陳峰，郭爽，趙欣.基于QT和嵌入式的視頻監(jiān)控系統(tǒng)[J].通信技術(shù)，2011，10.

作者簡(jiǎn)介：徐廣宇（1978-），男，呼倫貝爾人，軟件工程碩士，計(jì)算機(jī)信息管理學(xué)院教師，研究方向：軟件設(shè)計(jì)理論與應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

作者單位：內(nèi)蒙古財(cái)經(jīng)大學(xué)，呼和浩特 010051