Python调用海康SDK对接摄像机

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方式实现了对海康SDK DLL的调用, 可以对视频预览、抓图、抽帧、云台控制、布防等任务，SDK使用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，主要是下面几个文件

• HCNetSDK.dll
• HCCore.dll
• HCPreview.dll
• PlayCtrl.dll
• HCCoreDevCfg.dll

或者将dll文件放入1个特定文件夹，然后将此文件夹路径加入到系统环境变量path中。总之，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argstypes，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。

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：

LONG NET_DVR_Login_V40(      LPNET_DVR_USER_LOGIN_INFO  pLoginInfo,    LPNET_DVR_DEVICEINFO_V40   lpDeviceInfo);

NET_DVR_Login_V40()参数用 python ctypes 申明

# 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

# 设备参数结构体 V40class NET_DVR_DEVICEINFO_V40(ctypes.Structure):    _fields_ = [        ('struDeviceV30', NET_DVR_DEVICEINFO_V30),  # 设备信息        ('bySupportLock', c_byte),  # 设备支持锁定功能，该字段由SDK根据设备返回值来赋值的。bySupportLock为1时，dwSurplusLockTime和byRetryLoginTime有效        ('byRetryLoginTime', c_byte),  # 剩余可尝试登陆的次数，用户名，密码错误时，此参数有效        ('byPasswordLevel', c_byte),  # admin密码安全等级        ('byProxyType', c_byte),  # 代理类型，0-不使用代理, 1-使用socks5代理, 2-使用EHome代理        ('dwSurplusLockTime', c_uint32),  # 剩余时间，单位秒，用户锁定时，此参数有效        ('byCharEncodeType', c_byte),  # 字符编码类型        ('bySupportDev5', c_byte),  # 支持v50版本的设备参数获取，设备名称和设备类型名称长度扩展为64字节        ('bySupport', c_byte),   # 能力集扩展，位与结果：0- 不支持，1- 支持        ('byLoginMode', c_byte),  # 登录模式:0- Private登录，1- ISAPI登录        ('dwOEMCode', c_uint32),  # OEM Code        ('iResidualValidity', c_uint32),  # 该用户密码剩余有效天数，单位：天，返回负值，表示密码已经超期使用，例如“-3表示密码已经超期使用3天”        ('byResidualValidity', c_byte),  # iResidualValidity字段是否有效，0-无效，1-有效        ('bySingleStartDTalkChan', c_byte),  # 独立音轨接入的设备，起始接入通道号，0-为保留字节，无实际含义，音轨通道号不能从0开始        ('bySingleDTalkChanNums', c_byte),  # 独立音轨接入的设备的通道总数，0-表示不支持        ('byPassWordResetLevel', c_byte),  # 0-无效，        # 1- 管理员创建一个非管理员用户为其设置密码，该非管理员用户正确登录设备后要提示“请修改初始登录密码”，未修改的情况下，用户每次登入都会进行提醒；        # 2- 当非管理员用户的密码被管理员修改，该非管理员用户再次正确登录设备后，需要提示“请重新设置登录密码”，未修改的情况下，用户每次登入都会进行提醒。        ('bySupportStreamEncrypt', c_byte),  # 能力集扩展，位与结果：0- 不支持，1- 支持        # bySupportStreamEncrypt & 0x1 表示是否支持RTP/TLS取流        # bySupportStreamEncrypt & 0x2 表示是否支持SRTP/UDP取流        # bySupportStreamEncrypt & 0x4 表示是否支持SRTP/MULTICAST取流        ('byMarketType', c_byte),  # 0-无效（未知类型）,1-经销型，2-行业型        ('byRes2', c_byte * 238)  #保留，置为0    ]LPNET_DVR_DEVICEINFO_V40 = POINTER(NET_DVR_DEVICEINFO_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：

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("192.168.99.247", "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)

其它sdk函数调用过程也是类似的。

2) 开发框架说明

因为本文只是写1个demo程序，采用了 Python Tkinter 编写GUI界面，也可以使用PyQt 来写。

3） 几个技术点说明

设备注册后，必须要调用 NET_DVR_RealPlay_V40() 函数进行预览摄像头画面，后面的抓图、读帧以及云台控制均要求先执行这一步。
C++ SDK中该函数定义如下：

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。

4. 代码如下

# coding=utf-8import osimport platfORMimport tkinterfrom tkinter import *from tkinter import ttkfrom HCNetSDK import *from PlayCtrl import *from time import sleepimport ctypes# 登录的设备信息windows_FLAG = Truewin = 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 lRealPlayHandledef InputData(fileMp4, Playctrldll):    while True:        pFileData = fileMp4.read(4096)        if pFileData is None:            break        if not Playctrldll.PlayM4_InputData(PlayCtrl_Port, pFileData, len(pFileData)):            breakdef 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()

说明

其它SDK功能函数, 可以参照上述思路，用ctype重新定义形参、返回值类型，然后重新申明 C++函数。需要注意 C++中的数组、指针、引用类型与ctypes 的转换。

来源地址：https://blog.csdn.net/captain5339/article/details/127435535