ビデオキャプチャ

ビデオキャプチャ

1. 目的

パソコンのキャプチャカード、およびUSBカメラから、ビデオデータをキャプチャする。

2. ビデオキャプチャの使用例

ビデオ圧縮ファイルの作成、インターネットストリーミング、等。

3. ビデオキャプチャ関数

オペレーテイングシステムに依存し、専用の API 群が用意されている。

Windows
Video for Windows	Media Control Interface ファミリ
DirectShow	DirectX ファミリ (準備中)
Linux
Video4Linux	(準備中)

4. 簡単なビデオキャプチャプログラム

以下は、キャプチャデバイスからのコールバックに合わせてビデオ信号をキャプチャし、ファイルに書き出すプログラムである。

Video for Windows 版： capXXX 関数群の使用、リンクオプションに vfw32.lib を加える。一連の手順として、

	Video for Windows の初期化とコールバック関数の指定
	コールバック関数を介したビデオキャプチャ (下記の例では FrameCallbackProc 関数)
	Video for Windows の終了処理

を基本とする。また、GUI 経由でビデオフォーマット、ビデオソースの指定、キャプチャの開始と終了を制御する。個々の cap 関数の意味は Help (MSDN) を参考のこと。

main.c (GUIプログラム参照)

#include <stdio.h>
#include <windows.h>
#include <vfw.h>

#include "resource.h"

/************************************************************/
//	各種宣言								
/************************************************************/
#define MAX_XSIZE 720
#define MAX_YSIZE 480

// ビデオキャプチャ関数
BOOL initVideo(HWND hWnd);
BOOL closeVideo();

// Video for Windows パラメータ
HWND			hWndVideo;
CAPSTATUS		gCapStatus;
CAPTUREPARMS	gCapParms;

// RGB データ格納用バッファ
unsigned char	*pRGB;
unsigned char	*pRed;
unsigned char	*pGreen;
unsigned char	*pBlue;

// ファイル、制御フラグ
FILE*			fp;
char*			pFileName = "sample.rgb";
BOOL			bCapture = FALSE;

/************************************************************/
//	ウィンドウプログラム						
/************************************************************/
// -------------------------------------------
//	イベント処理
// -------------------------------------------
LRESULT APIENTRY 
WndProc (HWND hWnd, UINT msg, UINT wParam, LONG lParam)
{
	HMENU	hMenu;
	RECT	rMenu;

	// イベントに応じて処理を実行
	switch (msg) {
		case WM_CREATE:
			// 開始
			initVideo(hWnd);
			PostMessage(hWnd, WM_SIZE, 0, 0);
			return 0;

		case WM_CLOSE:
			// 終了
			closeVideo();
			DestroyWindow(hWnd);
			return 0;

		case WM_DESTROY:
			PostQuitMessage (0);
			break;

	    	case WM_MOVE:
		case WM_SIZE:
			// ウィンドウ調整
			capGetStatus(hWndVideo, &gCapStatus, sizeof(CAPSTATUS));
			hMenu = GetMenu(hWnd);
			GetMenuItemRect(hWndVideo, hMenu, 0, &rMenu);
			SetWindowPos(hWnd, NULL, 0, 0, 
				gCapStatus.uiImageWidth + 6, 
				gCapStatus.uiImageHeight + 25 + rMenu.bottom - rMenu.top, 
				SWP_NOZORDER | SWP_NOMOVE);
			SetWindowPos(hWndVideo, NULL, 0, 0, 
                 		gCapStatus.uiImageWidth, 
				gCapStatus.uiImageHeight, 
                 		SWP_NOZORDER | SWP_NOMOVE);
			return 0;

		case WM_COMMAND:                
			// コマンド処理
			switch (LOWORD(wParam)) {
			case ID_END:				
				// 終了
				PostMessage(hWnd, WM_CLOSE, 0, 0);
				break;
			case ID_FORMAT:				
				// ビデオフォーマット
				capDlgVideoFormat(hWndVideo);
				PostMessage(hWnd, WM_SIZE, 0, 0);
				break;
			case ID_SOURCE:				
				// ビデオソース
				capDlgVideoSource(hWndVideo);
				break;
			case ID_CAPTURE_START:				
				// キャプチャ開始
				fp = fopen(pFileName, "wb");
				if(fp == NULL) {
					MessageBox(hWnd, "ファイルオープンエラー", "ファイルオープンエラー", MB_OK);
					PostMessage(hWnd, WM_CLOSE, 0, 0);
					bCapture = FALSE;
					break;
				}
				MessageBox(hWnd, "キャプチャを開始します", "キャプチャ開始", MB_OK);
				bCapture = TRUE;
				break;
			case ID_CAPTURE_END:				
				// キャプチャ終了
				bCapture = FALSE;
				fclose(fp);
				MessageBox(hWnd, "キャプチャを終了しました", "キャプチャ終了", MB_OK);
				break;
			}
			return 0;
	}
	return DefWindowProc (hWnd, msg, wParam, lParam);
}

// -------------------------------------------
//	メイン制御部
// -------------------------------------------
int PASCAL
WinMain(HINSTANCE hInst, HINSTANCE hDummy, LPSTR lpStr, int nShowCmd)
{
	WNDCLASS 	wc;
	MSG		msg;
	HWND		hWnd;

	// ウィンドウクラスの定義
	wc.lpfnWndProc = WndProc;
	wc.hInstance = hInst;
	wc.hIcon = LoadIcon (NULL, IDI_APPLICATION);
	wc.hCursor = LoadCursor (NULL, IDC_ARROW);
	wc.lpszClassName = "Capture";
	wc.hbrBackground = GetStockObject(WHITE_BRUSH);
	wc.style = 0;
	wc.cbClsExtra = 0;
	wc.cbWndExtra = 0;
	wc.lpszMenuName = MAKEINTRESOURCE(IDR_MENU1);
	RegisterClass (&wc);

    	// メインウィンドウの生成
	hWnd = CreateWindow(
		wc.lpszClassName, 
		"Video Capture Sample", 
		WS_OVERLAPPEDWINDOW,
		CW_USEDEFAULT, 
		CW_USEDEFAULT,
		256,
		256,
     		0, 
		0, 
		hInst, 
		0
    	);
	if (hWnd == NULL) ExitThread (1);
	ShowWindow (hWnd, SW_SHOWNOACTIVATE);
	UpdateWindow (hWnd);

	// 無限ループ (イベントが発生するたびに WndProc を呼び出す)
	while (GetMessage (&(msg), NULL, 0, 0)) {
		TranslateMessage(&msg);
		DispatchMessage (&msg);
	}

	return msg.wParam;
}

/************************************************************/
//	Video for Windows プログラム					
/************************************************************/
// -------------------------------------------
//	FrameCallbackProc
// -------------------------------------------
LRESULT PASCAL 
FrameCallbackProc(HWND hWnd, LPVIDEOHDR lpVHdr) { 
	BITMAPINFOHEADER nFormat;
	DWORD	dwFormatSize;
	int nWidth, nHeight, nBitCount;

	int i, j;
	unsigned char *rgb;
	unsigned char *r, *g, *b;

	// フラグ制御
	if(bCapture == FALSE) return TRUE;

	// ピクチャパラメータの取得
	dwFormatSize = capGetVideoFormatSize(hWndVideo);
	if( !capGetVideoFormat(hWndVideo, &nFormat, dwFormatSize) ) {
		DestroyWindow(hWndVideo);
		return FALSE;
	}
	nWidth = nFormat.biWidth;
	nHeight = nFormat.biHeight;
	nBitCount = nFormat.biBitCount;
	if(nWidth > MAX_XSIZE || nHeight > MAX_YSIZE) {
		MessageBox(hWnd, "サイズが大きすぎます", "キャプチャエラー", MB_OK);
		bCapture = FALSE;
		return FALSE ; 
	}

	// (width, height) を 16 の倍数に変換
	if(nWidth % 16 != 0) nWidth = (nWidth / 16 + 1) * 16;
	if(nHeight % 16 != 0) nHeight = (nHeight / 16 + 1) * 16;
	
	// キャプチャ実行
	switch (nFormat.biCompression) {
	case BI_RGB:
		// RGB 24 ビットキャプチャのみサポート
		switch(nBitCount) {
		case 24: 
			// キャプチャカードからメモリにコピー
			memcpy(pRGB, lpVHdr->lpData, lpVHdr->dwBufferLength);

			// RGB データの並び替え(BMP フォーマットは上下反転してるため)
			r = pRed;
			g = pGreen;
			b = pBlue;
			for(j=0; j<nHeight; j++) for(i=0; i<nWidth; i++) {
				rgb = pRGB + 3*((nHeight-1-j)*nWidth+i); 
				*(r++) = *(rgb+2); 
				*(g++) = *(rgb+1); 
				*(b++) = *(rgb+0); 
			}
			
			// キャプチャデータのファイル書出し
			fwrite(pRed,   1, nWidth*nHeight, fp);
			fwrite(pGreen, 1, nWidth*nHeight, fp);
			fwrite(pBlue,  1, nWidth*nHeight, fp);

			break;
		default: 
			MessageBox(hWnd, "24bit RGB しかキャプチャできません", "キャプチャエラー", MB_OK);
			bCapture = FALSE;
			return FALSE ; 
		}
		break;
	default:
		MessageBox(hWnd, "24bit RGB しかキャプチャできません", "キャプチャエラー", MB_OK);
		bCapture = FALSE;
		return FALSE ; 
	}

	return TRUE ; 
} 

// -------------------------------------------
//	ErrorCallbackProc
// -------------------------------------------
LRESULT CALLBACK 
ErrorCallbackProc(HWND hWnd, int nErrID, LPSTR lpErrorTxt)
{
	char    szText[256];

	if (nErrID == 0) return TRUE;
    	if (nErrID == IDS_CAP_DRIVER_ERROR) {
        	// 起動時のエラー
        	MessageBeep(MB_ICONEXCLAMATION);
        	MessageBox(hWnd, "初期化エラー", "初期化エラー", MB_OK | MB_ICONEXCLAMATION);
		PostMessage(hWndVideo, WM_CLOSE, 0, 0);
    	} else {
        	// その他のエラー
        	wsprintf(szText, "%s(%d)", lpErrorTxt, nErrID);
        	MessageBeep(MB_ICONEXCLAMATION);
        	MessageBox(hWndVideo, szText, "キャプチャエラー", MB_OK | MB_ICONEXCLAMATION);
    	}
    	return TRUE;
}

// -------------------------------------------
//	初期設定
// -------------------------------------------
int    
initVideo(HWND hWnd)
{
    	char	achDeviceName[80];
    	char	achDeviceVersion[80];
    	WORD	wDriverCount = 0;
    	WORD	wIndex;

	BITMAPINFOHEADER nFormat;
	DWORD	dwFormatSize;
	int	nWidth, nHeight;

    	// メモリ領域の確保
	pRGB =   (unsigned char *) malloc(MAX_XSIZE * MAX_YSIZE * 3);
	pRed =   (unsigned char *) malloc(MAX_XSIZE * MAX_YSIZE);
	pGreen = (unsigned char *) malloc(MAX_XSIZE * MAX_YSIZE);
	pBlue =  (unsigned char *) malloc(MAX_XSIZE * MAX_YSIZE);
	if(pRGB == NULL || pRed == NULL || pGreen == NULL || pBlue == NULL) return FALSE;

    	// キャプチャウィンドウの生成
    	hWndVideo = capCreateCaptureWindow("Capture", 
                WS_CHILD | WS_VISIBLE, 0, 0, 160, 120, (HWND) hWnd, (int) 0);
	if(hWndVideo == NULL) return FALSE;

    	// コールバック関数の設定
	capSetCallbackOnError(hWndVideo, ErrorCallbackProc);
	capSetCallbackOnFrame(hWndVideo, FrameCallbackProc);

    	// ドライバの常駐
	for (wIndex = 0; wIndex < 10; wIndex++) {
      	if (capGetDriverDescription(wIndex, 
						   (LPSTR) achDeviceName, 
						    sizeof(achDeviceName), 
						   (LPSTR) achDeviceVersion, 
						    sizeof(achDeviceVersion))) {
			if (wDriverCount++ == 0) capDriverConnect(hWndVideo, wIndex);
        	} 
    	}

 	// ピクチャフォーマットの取得
	dwFormatSize = capGetVideoFormatSize(hWndVideo);
	if( !capGetVideoFormat(hWndVideo, &nFormat, dwFormatSize) ) {
	    	DestroyWindow(hWndVideo);
		return FALSE;
	}
	nWidth = nFormat.biWidth;
	nHeight = nFormat.biHeight;
	if(nWidth > MAX_XSIZE || nHeight > MAX_YSIZE) {
		MessageBox(hWnd, "サイズが大きすぎます", "キャプチャエラー", MB_OK);
		return FALSE ; 
	}
	if(nFormat.biCompression != BI_RGB || nFormat.biBitCount != 24) {
		MessageBox(hWnd, "24bit RGB しかキャプチャできません", "キャプチャエラー", MB_OK);
		return FALSE;
	}

    	// 各種キャプチャパラメータの取得と設定
    	capCaptureGetSetup(hWndVideo, &gCapParms, sizeof(CAPTUREPARMS));
    	gCapParms.dwRequestMicroSecPerFrame = (DWORD)1000000 / 15;
    	gCapParms.fMakeUserHitOKToCapture   = TRUE;
    	gCapParms.wPercentDropForError      = 100;
    	gCapParms.fYield                    = FALSE;
    	gCapParms.fLimitEnabled             = TRUE;
    	gCapParms.wTimeLimit                = 10;
    	gCapParms.fCaptureAudio             = FALSE;
    	gCapParms.fUsingDOSMemory           = FALSE;
    	gCapParms.vKeyAbort                 = VK_ESCAPE;
    	gCapParms.fAbortLeftMouse           = TRUE;
    	gCapParms.fAbortRightMouse          = TRUE;
    	gCapParms.fMCIControl               = FALSE;
    	gCapParms.fStepMCIDevice            = FALSE;

    	capPreviewRate(hWndVideo, 66);
    	capPreview(hWndVideo, TRUE);
    	capOverlay(hWndVideo, TRUE);
    	capCaptureSetSetup(hWndVideo, &gCapParms, sizeof(CAPTUREPARMS));

    	return TRUE;
}

// -------------------------------------------
//	終了処理
// -------------------------------------------
BOOL
closeVideo(void) {
    	// コールバック関数の解放
    	capSetCallbackOnError(hWndVideo, NULL);
    	capSetCallbackOnFrame(hWndVideo, NULL);

	// メモリ領域の解放
	free(pRGB);
	free(pRed);
	free(pGreen);
	free(pBlue);

    	// キャプチャウィンドウの終了
    	DestroyWindow(hWndVideo);

	return TRUE;
}

resource.rc: ウィンドウにGUI コンポーネント (リソース) を被せるためにプロジェクトに組み込むスクリプトファイル。実際は、VisualC++ 上でリソースエディタを使うことで、グラフィカルに編集できる。また、このとき、resource.h が自動生成される。

//Microsoft Developer Studio generated resource script.
//
#include "resource.h"

#define APSTUDIO_READONLY_SYMBOLS
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// Generated from the TEXTINCLUDE 2 resource.
//
#include "afxres.h"

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#undef APSTUDIO_READONLY_SYMBOLS

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 日本語 resources

#if !defined(AFX_RESOURCE_DLL) || defined(AFX_TARG_JPN)
#ifdef _WIN32
LANGUAGE LANG_JAPANESE, SUBLANG_DEFAULT
#pragma code_page(932)
#endif //_WIN32

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// Menu
//

IDR_MENU1 MENU DISCARDABLE
BEGIN
POPUP "ファイル"
BEGIN
MENUITEM "終了", ID_END
END
POPUP "設定"
BEGIN
MENUITEM "ビデオフォーマット", ID_FORMAT
MENUITEM "ビデオソース", ID_SOURCE
END
POPUP "キャプチャ"
BEGIN
MENUITEM "開始", ID_CAPTURE_START
MENUITEM "終了", ID_CAPTURE_END
END
END

#ifdef APSTUDIO_INVOKED
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// TEXTINCLUDE
//

1 TEXTINCLUDE DISCARDABLE
BEGIN
"resource.h\0"
END

2 TEXTINCLUDE DISCARDABLE
BEGIN
"#include ""afxres.h""\r\n"
"\0"
END

3 TEXTINCLUDE DISCARDABLE
BEGIN
"\r\n"
"\0"
END

#endif // APSTUDIO_INVOKED

#endif // 日本語 resources
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////


#ifndef APSTUDIO_INVOKED
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// Generated from the TEXTINCLUDE 3 resource.
//
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#endif // not APSTUDIO_INVOKED

Windows DirectShow 版： 準備中

Linux Video4Linux 版： 準備中