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JavaCV实战之调用摄像头基础详解

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JavaCV实战之调用摄像头基础详解

简介

JavaCV是一个基于OpenCV的Java Wrapper，它允许Java开发人员快速简单地实现计算机视觉和图形处理任务。其中，JavaCV可以通过调用摄像头来实现很多有趣的功能。

基础流程

JavaCV实战之调用摄像头基础详解的流程大致如下：

  1. 配置JavaCV环境：下载并安装JavaCV（包括OpenCV的动态库），配置IDE环境。
  2. 初始化摄像头：选定要使用的摄像头，打开并进行初始化。
  3. 捕获帧数据：从摄像头中逐帧获取像素信息。
  4. 处理帧数据：对获取到的帧进行各种处理、操作或算法。
  5. 显示处理后的结果：显示最终处理后的图像或视频。

下面将详细讲解JavaCV调用摄像头的基础流程。

配置JavaCV环境

  • 下载并安装JavaCV库：可以在官方网站（https://github.com/bytedeco/javacv/releases）或Maven中获取最新版本。下载并解压缩后将解压缩后的文件夹中bin文件夹下的所有文件添加到环境变量path中。
  • 配置IDE：在项目配置中添加JavaCV的库文件。

初始化摄像头

  • 获取摄像头列表

在JavaCV中，可以使用org.bytedeco.opencv.global.videoInputLib.videoInput调用摄像头。通过videoInput.getDevices()方法获取所有可用的摄像头列表，具体示例如下：

import org.bytedeco.opencv.global.videoInputLib.videoInput;

public class CameraUtil {
    public static void main(String[] args) {
        videoInput.getDevices();
    }
}
  • 初始化摄像头

选取要使用的摄像头后，通过org.bytedeco.javacpp.opencv_videoio.VideoCapture.open()方法打开摄像头。如果打开失败，可以使用org.bytedeco.javacpp.opencv_videoio.VideoCapture.isOpened()方法判断是否已经打开成功。具体实现如下：

import org.bytedeco.opencv.global.videoInputLib.videoInput;
import org.bytedeco.javacpp.opencv_videoio.VideoCapture;

public class CameraUtil {
    static { 
        System.setProperty("java.library.path", "lib"); //设置动态库文件路径
    }

    public static void main(String[] args) {
        VideoCapture camera = null;
        try {
            camera = new VideoCapture(0, VideoIOAPIs.V4L);
            if (camera.isOpened()) {
                System.out.println("Camera is opened.");
            } else{
                System.out.println("Can not open camera.");
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        } finally {
            camera.release();
        }
    }
}

捕获帧数据

在成功打开摄像头后，使用org.bytedeco.javacpp.opencv_core.Mat对象将摄像头捕获到的每一帧图片存储下来。这需要使用org.bytedeco.javacpp.opencv_videoio.VideoCapture.read()方法，可以参考如下的代码示例：

import org.bytedeco.javacpp.opencv_core.Mat;
import org.bytedeco.javacpp.opencv_videoio.VideoCapture;

public class CameraUtil {
    public static void main(String[] args) {
        VideoCapture camera = null;
        try {
            camera = new VideoCapture(0, VideoIOAPIs.V4L);
            if (camera.isOpened()) {
                System.out.println("Camera is opened.");
            } else{
                System.out.println("Can not open camera.");
            }
            Mat mat = new Mat();
            while (true) {
                boolean isCaptured = camera.read(mat);
                if (!isCaptured) {
                    break;
                }
                // process the captured mat frame ...
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        } finally {
            camera.release();
        }
    }
}

处理帧数据

获取到摄像头的每一帧数据后，可以对每一帧进行诸如滤波、变形、裁剪、二值化等多种操作，具体实现根据需要进行。

显示处理后的结果

处理完成后，可以使用OpenCV或ImageView控件显示结果。具体示例如下：

import org.bytedeco.javacpp.opencv_core.Mat;
import org.bytedeco.javacpp.opencv_imgcodecs;
import org.bytedeco.javacpp.opencv_videoio.VideoCapture;
import org.opencv.highgui.*;

import javax.swing.*;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.awt.image.DataBufferByte;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class CameraUtil {
    public static void main(String[] args) {
        VideoCapture camera = null;
        try {
            camera = new VideoCapture(0, VideoIOAPIs.V4L);
            if (camera.isOpened()) {
                System.out.println("Camera is opened.");
            } else{
                System.out.println("Can not open camera.");
            }
            Mat mat = new Mat();
            JFrame jFrame = new JFrame();
            jFrame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            jFrame.setSize(640, 480);
            JLabel jLabel = new JLabel();
            jFrame.setContentPane(jLabel);
            jFrame.setVisible(true);
            ScheduledExecutorService timerExec = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
            timerExec.scheduleAtFixedRate(() -> {
                BufferedImage bi = toBufferedImage(mat); //Mat to BufferedImage
                jLabel.setIcon(new ImageIcon(bi));
                jFrame.pack();
            }, 0, 1000/30, TimeUnit.MILLISECONDS);
            while (true) {
                boolean isCaptured = camera.read(mat);
                if (!isCaptured) {
                    break;
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        } finally {
            camera.release();
        }
    }

    private static BufferedImage toBufferedImage(Mat mat) {
        if (mat != null && !mat.empty()) {
            int type = BufferedImage.TYPE_BYTE_GRAY;
            if (mat.channels() > 1) {
                type = BufferedImage.TYPE_3BYTE_BGR;
            }
            int bufferSize = mat.channels() * mat.cols() * mat.rows();
            byte[] bytes = new byte[bufferSize];
            mat.data().get(bytes);
            BufferedImage image = new BufferedImage(mat.cols(), mat.rows(), type);
            final byte[] targetPixels = ((DataBufferByte) image.getRaster().getDataBuffer()).getData();
            System.arraycopy(bytes, 0, targetPixels, 0, bytes.length);
            return image;
        }
        return null;
    }
}

示例

示例1：简单的调用摄像头

import org.bytedeco.opencv.global.videoInputLib.videoInput;
import org.bytedeco.javacpp.opencv_videoio.VideoCapture;

public class CameraUtil {
    public static void main(String[] args) {
        VideoCapture camera = null;
        try {
            camera = new VideoCapture(0, VideoIOAPIs.V4L);
            if (camera.isOpened()) {
                System.out.println("Camera is opened.");
            } else{
                System.out.println("Can not open camera.");
            }
            Mat mat = new Mat();
            while (true) {
                boolean isCaptured = camera.read(mat);
                if (!isCaptured) {
                    break;
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        } finally {
            camera.release();
        }
    }
}

示例2：在JavaFX应用程序中调用摄像头

import javafx.application.Application;
import javafx.embed.swing.SwingFXUtils;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.image.ImageView;
import javafx.scene.layout.BorderPane;
import javafx.stage.Stage;
import org.bytedeco.javacpp.opencv_core.Mat;
import org.bytedeco.javacpp.opencv_videoio.VideoCapture;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.awt.image.DataBufferByte;

public class CameraFX extends Application {
    private final static int WIDTH = 640;
    private final static int HEIGHT = 480;

    @Override
    public void start(Stage primaryStage) throws Exception {
        VideoCapture camera = null;
        try {
            camera = new VideoCapture(0, VideoIOAPIs.V4L);
            if (camera.isOpened()) {
                System.out.println("Camera is opened.");
            } else{
                System.out.println("Can not open camera.");
            }
            Mat mat = new Mat();
            ImageView imageView = new ImageView();
            BorderPane borderPane = new BorderPane(imageView);
            primaryStage.setScene(new Scene(borderPane));
            primaryStage.show();
            while (!primaryStage.isShowing()) {
                Thread.sleep(1000);
            }
            while (true) {
                boolean isCaptured = camera.read(mat);
                if (!isCaptured) {
                    break;
                }
                imageView.setImage(mat2Image(mat));
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        } finally {
            camera.release();
        }
    }

    private static BufferedImage matToImage(Mat mat) {
        BufferedImage image = null;
        int width = mat.cols();
        int height = mat.rows();
        int channels = mat.channels();
        byte[] sourcePixels = new byte[width * height * channels];
        mat.data().get(sourcePixels);
        if (channels > 1) {
            image = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_3BYTE_BGR);
        } else {
            image = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_BYTE_GRAY);
        }
        byte[] targetPixels = ((DataBufferByte) image.getRaster().getDataBuffer()).getData();
        System.arraycopy(sourcePixels, 0, targetPixels, 0, sourcePixels.length);
        return image;
    }

    private static javafx.scene.image.Image mat2Image(Mat frame) {
        //create a temporary buffer
        byte[] b = new byte[frame.width() * frame.height() * frame.channels()];
        //encode the frame in the buffer, according to the BMP format.
        //Yes, OpenCV does support BMP(without telling you), although you probably would not want to use it
        frame.data().get(b);
        BufferedImage bi = new BufferedImage(frame.width(), frame.height(), BufferedImage.TYPE_3BYTE_BGR);
        bi.getRaster().setDataElements(0, 0, frame.width(), frame.height(), b);
        //convert the BufferedImage into an Image
        return SwingFXUtils.toFXImage(bi, null);
    }

    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }
}

本站文章如无特殊说明，均为本站原创，如若转载，请注明出处：JavaCV实战之调用摄像头基础详解 - Python技术站

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