OpenCV 实时流式视频捕获很慢。如何丢帧或实时同步？

Question

目标和问题

我想设置一个 opencv 系统来处理 HLS 流或 RMTP 流，但是，我遇到了一个关于帧速率降低和累积延迟的奇怪问题。就好像视频离它应该在流中的位置越来越远。

我正在寻找一种方法来与实时源保持同步，即使这意味着丢帧。

目前的做法

import cv2

cap = cv2.VideoCapture()
cap.open('https://videos3.earthcam.com/fecnetwork/9974.flv/chunklist_w1421640637.m3u8')

while (True):
    _, frame = cap.read()
    cv2.imshow("camCapture", frame)
    cv2.waitKey(1)

我已经在 VLC 上验证了流的质量，它似乎在那里运行良好。

cv2 速度

。

现实/预期速度

问题：

• 我在这里做错了什么？
• 为什么这么慢？
• 如何将其同步到实时速度？

Answer 1

我的假设是，抖动很可能是由于网络限制，并且发生在丢帧数据包时。当一个帧被丢弃时，这会导致程序显示最后一个“好”帧，从而导致显示冻结。这可能是硬件或带宽问题，但我们可以通过软件缓解其中的一些问题。以下是一些可能的变化：

1.设置最大缓冲区大小

我们使用cv2.CAP_PROP_BUFFERSIZE 参数将cv2.videoCapture() 对象设置为有限的缓冲区大小。这个想法是通过限制缓冲区，我们将始终拥有最新的帧。这也有助于缓解帧随机向前跳的问题。

2。设置帧检索延迟

目前，我认为read() 的读取速度过快，即使它位于自己的专用线程中。这可能是为什么所有帧看起来都集中起来并在下一帧突然爆裂的一个原因。例如，假设在一秒的时间间隔内，它可能会产生 15 个新帧，但在接下来的一秒间隔内，只返回 3 个帧。这可能是由于网络丢包导致的，因此为了确保我们获得恒定的帧速率，我们只需在帧检索线程中添加一个延迟。获得大致~30 FPS 的延迟可以很好地“标准化”帧速率并平滑帧之间的过渡，以防丢包。

注意：我们应该尝试匹配流的帧速率，但我不确定网络摄像头的 FPS 是多少，所以我只是猜测30 FPS。此外，通常有一个“直接”流链接，而不是通过中间网络服务器，这可以大大提高性能。

---

如果您尝试使用保存的.mp4 视频文件，您会发现没有抖动。这证实了我的怀疑，即问题很可能是由于网络延迟造成的。

from threading import Thread
import cv2, time

class ThreadedCamera(object):
    def __init__(self, src=0):
        self.capture = cv2.VideoCapture(src)
        self.capture.set(cv2.CAP_PROP_BUFFERSIZE, 2)

        # FPS = 1/X
        # X = desired FPS
        self.FPS = 1/30
        self.FPS_MS = int(self.FPS * 1000)

        # Start frame retrieval thread
        self.thread = Thread(target=self.update, args=())
        self.thread.daemon = True
        self.thread.start()

    def update(self):
        while True:
            if self.capture.isOpened():
                (self.status, self.frame) = self.capture.read()
            time.sleep(self.FPS)

    def show_frame(self):
        cv2.imshow('frame', self.frame)
        cv2.waitKey(self.FPS_MS)

if __name__ == '__main__':
    src = 'https://videos3.earthcam.com/fecnetwork/9974.flv/chunklist_w1421640637.m3u8'
    threaded_camera = ThreadedCamera(src)
    while True:
        try:
            threaded_camera.show_frame()
        except AttributeError:
            pass

Answer 2

尝试线程化

我尝试了来自nathancy 的this 解决方案，但取得了一些成功。

涉及到：

• 为从源捕获图像创建单独的线程
• 仅使用主线程进行显示。

代码：

import cv2
from threading import Thread

class ThreadedCamera(object):
    def __init__(self, source = 0):

        self.capture = cv2.VideoCapture(source)

        self.thread = Thread(target = self.update, args = ())
        self.thread.daemon = True
        self.thread.start()

        self.status = False
        self.frame  = None

    def update(self):
        while True:
            if self.capture.isOpened():
                (self.status, self.frame) = self.capture.read()

    def grab_frame(self):
        if self.status:
            return self.frame
        return None  

if __name__ == '__main__':
    stream_link = "https://videos3.earthcam.com/fecnetwork/9974.flv/chunklist_w1421640637.m3u8"
    streamer = ThreadedCamera(stream_link)

    while True:
        frame = streamer.grab_frame()
        if frame is not None:
            cv2.imshow("Context", frame)
        cv2.waitKey(1) 

紧张，但实时结果

.

流式传输有效。它保持实时。然而，就好像所有的帧都聚集在一起，突然爆发到视频中。我希望有人解释一下。

改进空间

实时流可以在这里找到。

https://www.earthcam.com/usa/newyork/timessquare/?cam=tsstreet

使用 python 的 streamlink 流刮板为 m3u8 刮取此站点。

import streamlink

streams = streamlink.streams("https://www.earthcam.com/usa/newyork/timessquare/?cam=tsstreet")
print(streams)

产生：

OrderedDict([

('720p',<HLSStream('https://videos3.earthcam.com/fecnetwork/9974.flv/chunklist_w202109066.m3u8')>),

('live', <RTMPStream({'rtmp': 'rtmp://videos3.earthcam.com/fecnetwork/', 'playpath': '9974.flv', 'pageUrl': 'https://www.earthcam.com/usa/newyork/timessquare/?cam=tsstreet','swfUrl': 'http://static.earthcam.com/swf/streaming/stream_viewer_v3.swf', 'live': 'true'}, redirect=False>),

('worst', <HLSStream('https://videos3.earthcam.com/fecnetwork/9974.flv/chunklist_w202109066.m3u8')>),

('best', <RTMPStream({'rtmp': 'rtmp://videos3.earthcam.com/fecnetwork/', 'playpath': '9974.flv', 'pageUrl': 'https://www.earthcam.com/usa/newyork/timessquare/?cam=tsstreet', 'swfUrl': 'http://static.earthcam.com/swf/streaming/stream_viewer_v3.swf', 'live': 'true'}, redirect=False>)

])

流被读取错误的可能性。