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1、OpenCV 下按视频帧率FPS播放视频杨青锦大连 116023摘要:本文阐述了如何在 OpenCV 下按视频帧率FPS播放视频。程序使用了 Windows 系统下的高精度计时器把握视频播放的帧间隔时间。本文给出了高精度计时器的使用方法、实现时间把握功能的主要程序片段，并在文章的最终比较了高精度计时器与一般计时函数的 精度。关键词:OpenCV, 帧率,高精度计时器，播放视频How to play video at its original fps in OpenCVYang QingjinDalian 116023【Abstract】This article depicts how to p
2、lay video at its original fps in OpenCV. The program uses high-resolution timerof Windows system to play video at a certain frame interval. This article demonstrates the usage of high-resolution timer and the code segment implementing time control. In the end, this article compares the resolution be
3、tween high-resolution timer and common timer function.【Key words】OpenCV, fps, high-resolution timer, play videoOpenCV 是 Intel 公司资助的开源计算机视觉库。它供给了几百个 C/C+函数，实现了计算机视觉领域中大局部最常用的算法。使用 OpenCV 开发计算机视觉应用程序，经常要读取从摄像机获得的视频流或视频文件，获得其中的每一帧，再对该帧进展算法处理。假设要满足程序交互性的需要，通常还要将算法处理过的帧按原视频帧率FPS, frame per second显示出来。Ope
4、nCV 供给了视频帧的读取、显示函数以及获得视频帧率属性的函数，而按帧率打算的帧时间间隔显示帧，那么需要自己编程来解决。在程序中，首先要取得视频的帧率属性，并由此计算出帧间隔时间，代码如下：CvCapture * pCapture = cvCreateFileCapture(“Filename.avi“); double dFPS = cvGetCaptureProperty(pCapture, CV_CAP_PROP_FPS);DWORD dwFrameInterval = (DWORD) (1000 / dFPS);/帧间隔时间，以毫秒为单位CvCapture* cvCreateFileC
5、apture( const char* filename )的参数是要读取的文件名，函数返回指向CvCapture 构造体的指针，该指针的作用类似于我们用 fopen()函数翻开文件，返回的指向 FILE 构造体的指针， 之后我们可以通过这个指针操作视频文件。 假设程序是从摄像机读取视频， 那么用cvCreateCameraCapture代替该函数。double cvGetCaptureProperty( CvCapture* capture, int property_id )的作用是得到视频的属性信息，参数 CV_CAP_PROP_FPS 要求函数返回帧率。用 1000 除以帧率，就得到了
6、以毫秒为单位的帧间隔时间。通常一个处理视频的 OpenCV 程序主循环如下所示：for(;) /处理视频的循环作者简介：杨青锦、1982、男、硕士、物流系统中的计算机视觉应用；E-mail：yangqingjinhotmail /读取帧pFrame = cvQueryFrame(pCapture);/视频完毕，退出循环体if(!pFrame)break;/对每帧进展算法处理/显示帧cvShowImage(“Video“, pFrame);/延时 40 毫秒cvWaitKey(40);IplImage* cvQueryFrame( CvCapture* capture ) 的功能是挨次读取视频的
7、一帧，假设视频完毕，那么返回的指针为 NULL。程序接下来将对帧进展算法处理。在处理完毕后， cvShowImage()将帧显示在名为Video 的窗口中。cvWaitKey(40)的作用是延时 40 毫秒。假设我们对每一帧不做任何算法处理，那么该循环体的功能，就是将该视频以 40 毫秒的帧间隔即 25 fps)播放出来。然而在实际应用中，算法处理局部总会占用不定量的时间，所以延时固定时长的做法是不成立的。要使循环体的执行时间，即每一帧的处理时间，保持在帧率打算的帧间隔时间上，需要在循环体得首尾参加时间检测代码，即在开头猎取开头时间， 在末尾猎取完毕时间，两个时间的差值就是循环体执行时间。假设
8、循环体执行时间小于帧间隔时间，那么延时以确保循环体执行时间满足应有的帧间隔时间。在Windows操 作 系 统 下 ， 我 们 用API函 数QueryPerformanceFrequency() 和QueryPerformanceCounter()进展时间检测。这两个函数的声明如下： BOOL WINAPI QueryPerformanceFrequency( outLARGE_INTEGER *lpFrequency);BOOL WINAPI QueryPerformanceCounter( outLARGE_INTEGER *lpPerformanceCount);QueryPerfor
9、manceFrequency() 的输出值 lpFrequency 指向系统内高精度性能计数器的频率， QueryPerformanceCounter()的输出值 lpPerformanceCount 指向调用时刻高精度性能计数器的计数。在 使 用 时 ， 两 次 调 用QueryPerformanceCounter() ， 所 得 结 果 的 差 值 ， 除 以QueryPerformanceFrequency() 得 到 的 频 率 ， 就 得 到 两 次 调 用 的 间 隔 时 间 。 举 例 来 说 ， 如QueryPerformanceFrequency()得到的高精度性能计数器的频
10、率是每秒50000 次，先后两次调用QueryPerformanceCounter() 得到的值分别是 1500 和 3500 ， 那么两次调用的时间间隔为(3500-1500)/50000=0.04 秒。上述两个函数的参数都是 LARGE_INTEGER* 类型，LARGE_INTEGER 的定义如下：typedef union _LARGE_INTEGER struct DWORD LowPart;LONG HighPart; DUMMYSTRUCTNAME;struct DWORD LowPart;LONG HighPart; u;LONGLONG QuadPart; LARGE_INT
11、EGER;由上可见，LARGE_INTEGER 代表了一个 64 位的整数，在一般程序中，我们只需要使用其低32 位，即DWORD LowPart。实现时间把握功能的完整程序片段如下所示：/猎取视频帧率，并计算出帧间隔时间CvCapture * pCapture = cvCreateFileCapture(“Filename.avi “);double dFPS = cvGetCaptureProperty(pCapture, CV_CAP_PROP_FPS);DWORD dwFrameInterval = (DWORD) (1000 / dFPS);/帧间隔时间，以毫秒为单位/猎取高精度性能
12、计数器的频率LARGE_INTEGER lint;QueryPerformanceFrequency( &lint );DWORD dwFrequency = (DWORD)( lint.LowPart );IplImage * pFrame;cvNamedWindow(“Video“); /创立名为 Video 的窗口for(;) /处理视频的循环QueryPerformanceCounter( &lint ); DWORD dwStartCount = lint.LowPart;/读取帧pFrame = cvQueryFrame(pCapture);/视频完毕，退出循环体if(!pFram
13、e)break;/对每帧进展算法处理/显示帧cvShowImage(“Video“, pFrame);/延时doQueryPerformanceCounter( &lint );while( (lint.LowPart - dwStartCount) * 1000 / dwFrequency) dwFrameInterval );在一般的对实时性要求不高的程序中，常使用 Windows API 函数 GetTickCount()猎取时间间隔。MSDN 关于 GetTickCount()的时间精度说明在 10-16 毫秒之间，这对于一般应用程序中的耗时计算是足够的， 但对于帧时 间间隔在毫秒级的
14、视频播放来说，就显得精度缺乏了。 MSDN 推举了 高精度 计时器QueryPerformanceFrequency()和 QueryPerformanceCounter()用于更高精度的计时，虽然 MSDN 没有明确说明高精度计时器的所能到达的精度，因其精度取决于计算机处理器，但在笔者的实际应用中，高精度性能计数器完全可以满足视频播放的毫秒级精度。最终补充一点，假设处理视频的循环体执行时间大于原视频的帧间隔时间，造成视频不能按原帧率播放， 那么需要优化每帧的处理算法，使每帧的处理时间保持在限度之内，满足实时性的需求。参考文献1刘瑞祯 于仕琪. OpenCV 教程 根底篇. 北京 北京航空航天高校出版社, 2007. 2Intel OpenCV1.0 安装包自带挂念文档. :/ 2007. 3Microsoft MSDN. :/msdn.microsoft /. 4/10/2021.
