从线程中捕获 OpenCV 相机

OpenCV camera capture from within a thread

本文关键字:OpenCV 相机 线程      更新时间:2023-10-16

这是我尝试工作的代码的一小部分。这也是我第一次与C++合作。我习惯了更高级的语言,如Java或C#。

主版本应作为共享对象或 DLL 运行。这个想法是外部程序(在 C# 中)将启动主循环。来自相机的帧将在线程中捕获。信息将在该线程内部处理并复制到数组("dataArray")。此复制过程将在类互斥锁锁定时完成。然后,外部调用的另一个函数会将保存的数组("dataArray")复制到第二个数组("outArray")并返回指向第二个数组的指针。外部程序将使用指针从第二个 Array 复制数据,在再次调用该函数之前不会修改该数组。

但要使所有这些工作,我需要不断捕获帧。我意识到我需要一些东西来保持我的main功能,所以我在那里保持无限循环。在"真实"版本中,keepRunning变量将由运行库的外部程序更改。

我最近在 StackOverflow 上讲授了不创建全局变量,所以我将我的类的一个实例保留在静态成员中。这在Java中是非常标准的。我不知道这是否是C++的不良做法。我也惊讶于C++线程在创建后如何立即启动,而没有明确的"启动"说明。这就是为什么我将我唯一的线程放在向量中的原因。这似乎是大多数人的建议。

我知道,如果没有keepRunning永远不会真正改变,线程将永远不会连接起来,但我稍后会珍惜这一点。我在Mac上运行它,但我最终需要它才能在Windows,Mac和Linux上运行。

这是我的标题:

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <thread>
#include <vector>
using namespace cv;
using namespace std;
class MyCap {
public:
  MyCap();
  VideoCapture cap;
  static MyCap * instance;
  void run();
  static void RunThreads(MyCap * cap);
  bool keepRunning = true; // Will be changed by the external program.
  vector<thread> capThreads;
private:
  Mat frame;
};

这是我的代码:

#include "theheader.h"
MyCap * MyCap::instance = NULL;
int main(int argc, char** argv) {
  MyCap::instance = new MyCap();
  MyCap::instance->capThreads.push_back(thread(MyCap::RunThreads, MyCap::instance));
  // Outside loop.
  while(MyCap::instance->keepRunning) {
  }
  for (int i = 0; i < MyCap::instance->capThreads.size(); i++) {
    MyCap::instance->capThreads[i].join();
  }
}
MyCap::MyCap() {
  namedWindow("flow", 1);
  cap.open(0);
}
void MyCap::RunThreads(MyCap * cap) {
  cap->run();
}
void MyCap::run() {
  // Inside loop.
  while(keepRunning) {
    cap >> frame;
    imshow("flow", frame);
    if (waitKey(30) >= 0) {
      break;
    }
  }
}

使用此代码,我得到一个黑屏。如果我从run方法中运行cap.open(0),我什至不明白。我显然做错了什么。但真正让我困惑的是:为什么从哪里调用相同的代码会有所不同?如果我在main内部运行现在run的东西,它将起作用。如果我将cap.open(0)的调用从构造函数更改为run,则会更改方法的作用。此外,waitKey条件从线程内停止工作。我错过了什么大东西?

版本 2

根据@darien-pardibas的建议,我制作了第二个版本:

页眉:

#include <stdio.h>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <thread>
#include <vector>
using namespace cv;
using namespace std;
class MyCap {
public:
  MyCap();
  void run();
  bool keepRunning = true; // Will be changed by the external program.
  static void RunThreads(MyCap * cap);
  static vector<thread> capThreads;
  static MyCap * getInstance();
private:
  static MyCap * instance;
};

主文件:

#include "theprogram.h" // I'll admit that, even for a placeholder, it was a bad name.
MyCap * MyCap::instance = NULL;
vector<thread> MyCap::capThreads;
MyCap::MyCap() {
  cout << "Instantiate" << endl;
}
MyCap * MyCap::getInstance() {
  if (MyCap::instance == NULL) {
    MyCap::instance = new MyCap;
  }
  return MyCap::instance;
}
void MyCap::RunThreads(MyCap * cap) {
  cap->run();
}
void MyCap::run() {
  cout << "Run" << endl;
  namedWindow("flow", 1);
  cout << "Window created." << endl;
  VideoCapture cap(0); // HANGS HERE!
  cout << "Camera open." << endl; // This never gets printed.
  // Inside loop.
  Mat frame;
  while(keepRunning) {
    cap >> frame;
    imshow("flow", frame);
    if (waitKey(30) >= 0) {
      break;
    }
  }
}
int main(int argc, char** argv) {
  MyCap::capThreads.push_back(thread(&MyCap::RunThreads, MyCap::getInstance()));
  for (int i = 0; i < MyCap::capThreads.size(); i++) {
    MyCap::capThreads[i].join();
  }
}

这将打印:

Instantiate
Run
Window created.

并挂在那里。

但是,如果我将代码从run移动到main并将keepRunning更改为true,那么它就可以按预期工作。我想我错过了别的东西,我猜这与C++的工作方式有关。

好的,在不查看解决我在您的代码中看到的所有设计模式问题的情况下,我可以确认下面的代码有效。我认为主要问题是您需要在捕获图像的同一线程中创建namedWindow并删除main方法中的while循环。

"theheader.h"

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <thread>
#include <vector>
class MyCap {
public:
    void run();
    static void RunThreads(MyCap * cap);
    bool keepRunning = true; // Will be changed by the external program.
    std::vector<std::thread> capThreads;
private:
    cv::Mat frame;
    cv::VideoCapture cap;
    MyCap() { }
    static MyCap * s_instance;
public:
    static MyCap *instance();
};

"标题.cpp"

#include "theheader.h"
#pragma comment(lib, "opencv_core248d")
#pragma comment(lib, "opencv_highgui248d")
using namespace std;
using namespace cv;
MyCap * MyCap::s_instance = NULL;
MyCap* MyCap::instance() {
    if (s_instance == NULL)
        s_instance = new MyCap();
    return s_instance;
}
void MyCap::RunThreads(MyCap * cap) {
    cap->run();
}
void MyCap::run() {
    namedWindow("flow", 1);
    cap.open(0);
    // Inside loop.
    while (keepRunning) {
        cap >> frame;
        imshow("flow", frame);
        if (waitKey(30) >= 0) {
            break;
        }
    }
}
int main(int argc, char** argv) {
    MyCap::instance()->capThreads.push_back(thread(&MyCap::RunThreads, MyCap::instance()));
    for (int i = 0; i < MyCap::instance()->capThreads.size(); i++) {
        MyCap::instance()->capThreads[i].join();
    }
}