前几天在帮师兄做一个视频截图的模块，采用了directshow的接口来访问视频文件。开发工具使用的是visual c++ 2005 express 和visual c# 2005 express，vc++写的一个封装了对directshow的接口访问的dll，然后在c#做的界面程序里面调用。
1. 关于directshow的视频截图方法
directshow以前是属于directx内的一个部分，后来microsoft把directshow归入了platform sdk内了。关于directshow如何来截取视频文件内部的图片picture，在网上可以搜索到很多。在msdn关于directshow sdk的教程里面，也有专门举例如何使用directshow的imediadet接口来截视频流内的截图的:
http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/wcedshow/html/_dxce_dshow_directshow.asp
使用directshow来访问视频文件就可以避免去了解各种视频压缩文件格式，编码格式等等很繁琐甚至是困难的问题了。
2. 选择哪个时间点来截视频图片呢?
但是，选取哪个时间点的视频图片呢？我们在看windows浏览器里面视频文件的微缩图都是视频文件的第一帧，但是如果第一帧是全黑或者全白呢？那么我们看到的这个截下来的视频图片并没有任何意义。甚至比如电影开头的演员字幕等帧，对于观众来说都没有多大的意义。一部电影的截图选择，如果按照精彩镜头来分，那么需要计算机去理解该电影的内容，这个工作在现阶段来说，涉及到计算机视觉，数字图像，人工智能等前沿技术，不大可能做得出来。
考虑到全黑，全白，以及片头字幕等没有意义的帧图片的特点，就是颜色个数相对较少，相对单调。于是，可以通过一个颜色个数的阈值，来对所有帧图片进行筛选。将颜色个数小于阈值的剔除。一般使用颜色丰富的图片，肯定帧图片更加丰富。
但是，在24位真彩色中，r,g,b都是0-255,任何一个分量相差了一点点，视觉上来说，差异并不大，但是对于计算机来说，就完全是两个颜色了，这种过于精确的颜色统计，对于人来说并不见得好。于是，我选择使用颜色的灰度值来代替真彩色rgb的统计。关于rgb到灰度值的公式，选择的是最简单的：
gray(灰度) = (r + g + b) / 3
3. 实现一个测试算法的demo
好了，大体的截图选取算法思想就是这样了。下面我就一步一步来把这个算法实现的demo，通过visual c++ 2005 express和visual c# 2005 express开发工具做出来。
首先是做封装directshow的win32 dll。
microsoft那里下载的visual c++ 2005 express并没有附带platform sdk，windows的最新platform sdk可以直接从microsoft的msdn那里下载到(我选择的是windows 2003 server rc2)。按照msdn上所述的，搭建起visual c++ 2005 express内的platform sdk设置后就可以开发win32的程序了。
下面是封装的dll的程序代码：
// moviegrabberdll.cpp : 定义 dll 应用程序的入口点。// #include "stdafx.h"#include "moviegrabberdll.h"bool apientry dllmain( handle hmodule, dword ul_reason_for_call, lpvoid lpreserved )
{
switch (ul_reason_for_call)
{
case dll_process_attach: case dll_thread_attach: case dll_thread_detach: case dll_process_detach: break;
} return true;
} /*** 抓取视频的截图* @param apath 视频文件的位置* @return*/moviegrabberdll_api handle grabmovieframe(lpctstr apath,int graycolorcountthreshold){ hresult hr; // 定义imediadet接口实例 ccomptr< imediadet > pdet; hr = pdet.cocreateinstance(__uuidof(mediadet)); if (failed(hr)) return null; // 将影片文件名转换成bstr类型 ccombstr openbstr(apath); // 设置imediadet接口的文件关联 hr = pdet->put_filename(openbstr); if (failed(hr)) return null; // 从影片中检索视频流和音频流 long lstreams; hr = pdet->get_outputstreams(&lstreams); if (failed(hr)) return null; // 取出影片的视频流，因为帧的信息是保存在视频流中的 bool bfound = false; for (int i=0; i<lstreams; i++) { guid major_type; hr = pdet->put_currentstream(i); if (succeeded(hr)) hr = pdet->get_streamtype(&major_type); if (failed(hr)) break; if (major_type == mediatype_video) { bfound = true; break; } } if (!bfound) return null; long width = 0, height = 0; // 存储位图的宽和高（单位：象素） am_media_type mt; hr = pdet->get_streammediatype(&mt); if (succeeded(hr)) { if ((mt.formattype == format_videoinfo) && (mt.cbformat >= sizeof(videoinfoheader))) { // 得到videoinfoheader结构指针，videoinfoheader结构包含一些与视频 // 有关的信息，其中含有bitmapinforheader结构 videoinfoheader *pvih = (videoinfoheader*)(mt.pbformat); width = pvih->bmiheader.biwidth; height = pvih->bmiheader.biheight; if(height < 0 ) height *= -1; } else hr = vfw_e_invalidmediatype; myfreemediatype(mt); // 释放am_media_type结构 } if (failed(hr)) return null; return (handle)lookforsuitablemovieframe(pdet,width,height,graycolorcountthreshold);} /*** 写入合适视频帧截图到磁盘* @param pdet directshow的imediadet接口* @param width 截图的长* @param height 截图的宽* @param graycolorcountthreshold 灰度颜色个数阈值*/hbitmap lookforsuitablemovieframe(imediadet* pdet,int width,int height,int graycolorcountthreshold){ long size; double time = 0.0; double totaltime; // 获取整个视频的时间长度 pdet->get_streamlength(&totaltime); // 每1秒,截取视频截图 for(time=0.0; time <totaltime; time+= 1.0) { // 获取bitmap的buffer大小 hresult hr = pdet->getbitmapbits(time, &size, 0, width, height); if (succeeded(hr)) { char *pbuffer = new char[size]; if (!pbuffer) return null; hr = pdet->getbitmapbits(time, 0, pbuffer, width, height); if (succeeded(hr)) { // find the address of the start of the image data. void *pdata = pbuffer + sizeof(bitmapinfoheader); if(issuitablemovieframe(pdata,width,height,graycolorcountthreshold)) { bitmapinfoheader *bmih = (bitmapinfoheader*)pbuffer; hdc hdcdest = getdc(0); bitmapinfo bmi; zeromemory(&bmi, sizeof(bitmapinfo)); copymemory(&(bmi.bmiheader), bmih, sizeof(bitmapinfoheader)); hbitmap hbitmap = createdibitmap(hdcdest, bmih, cbm_init, pdata, &bmi, dib_rgb_colors); delete[] pbuffer; return hbitmap; } } delete[] pbuffer; } } return null;} /*** 检测一个位图是否是合适的视频截图* @param pdata 位图的点色数组* @param width 位图的长* @param height 位图的宽* @param graycolorcountthreshold 灰度颜色个数阈值*/bool issuitablemovieframe(void* pdata,int width,int height,int graycolorcountthreshold){ byte* pixels = (byte*)pdata; int numgraycolor = 0; int size = width*height; int graycolor; int i,j; int* appearedcolors = new int[graycolorcountthreshold]; int numappearedcolors = 0; for(i=0;i<size; i++) { // 计算当前点的灰度值，采用的rgb转换灰度的公式是gray = (r+g+b)/3 graycolor = (pixels[i*3] +pixels[i*3+1]+pixels[i*3+2])/3; // 检测该灰度色是否之前出现过 for(j=0;j<numappearedcolors; j++) { if(graycolor == appearedcolors[j]) break; } if(j == numappearedcolors) // 如果是新的灰度颜色值 { numappearedcolors++; if(numappearedcolors == graycolorcountthreshold) // 如果灰度颜色个数满足阈值 { delete[] appearedcolors; return true; // 返回信息，合适 } else { appearedcolors[j] = graycolor; // 记录下该灰度颜色值 } } } delete[] appearedcolors; return false; // 返回信息，不合适} void myfreemediatype(am_media_type& mt){ if(mt.cbformat != 0) { cotaskmemfree((pvoid)mt.pbformat); mt.cbformat = 0; } if (mt.punk != null) { mt.punk->release(); mt.punk = null; }}其中，为了使用directshow，我们除了需要windows.h外，还需要dshow.h,qedit.h和atlbase.h三个头文件，最后再加上一个strmiids.lib库文件。
接下来就开启visual c# 2005 express来做一个简单的界面程序。为什么选择c# 来开发界面程序呢？原因很简单，因为c#很简单，同时visual c# 2005 express这样免费又功能强大的工具可以使用。
界面程序很简单，就下面这个样子：
c# 部分调用前面写好的dll函数，实现ddshow的抓图。 moviegrabberdll.cs源代码如下：
using system;using system.collections.generic;using system.text;using system.runtime.interopservices;using system.drawing; namespace moviegrabbercsharp{ class moviegrabberdll { [dllimport("moviegrabberdll.dll")] public static extern int fnmoviegrabberdll(); [dllimport("moviegrabberdll.dll")] public static extern intptr grabmovieframe(string apath, int graycolorcountthreshold); public static bitmap grabmovieframebitmap(string apath,int graycolorcountthreshold) { intptr hbitmap = grabmovieframe(apath, graycolorcountthreshold); if(hbitmap == intptr.zero) return null; return bitmap.fromhbitmap(hbitmap); } public static bitmap grabmovieframebitmap(string apath) { return grabmovieframebitmap(apath, 8); } }}窗口类mainform.cs的源代码如下：
using system;using system.collections.generic;using system.componentmodel;using system.data;using system.drawing;using system.text;using system.windows.forms; namespace moviegrabbercsharp{ public partial class mainform : form { public mainform() { initializecomponent(); } private void openmoviefilepathbutton_click(object sender, eventargs e) { openfiledialog dlg = new openfiledialog(); if (dlg.showdialog() == dialogresult.ok) { moviefilepathtextbox.text = dlg.filename; } } private void grabberbutton_click(object sender, eventargs e) { bitmap bitmap = moviegrabberdll.grabmovieframebitmap(moviefilepathtextbox.text); if (bitmap != null) { messagebox.show("抓图成功！"); grabberpicturebox.sizemode = pictureboxsizemode.stretchimage; grabberpicturebox.image = bitmap; grabberpicturebox.invalidate(); grabberpicturebox.refresh(); } else { messagebox.show("失败！"); } } private void exitbutton_click(object sender, eventargs e) { this.close(); } }} 编译完成后，我们使用windows里面的一个intro.wmv视频文件来做测试，具体路径是：c:\windows\system32\oobe\imagee\intro.wmv。之所以选择这个文件作为视频测试文件，因为这个视频是大家安装完成后winxp后都会自动启动的windows xp的介绍视频，而且这个视频的开始部分是全黑，然后渐渐变亮，再到windows xp的动画部分。如果用windows自带的浏览器看微缩图显示，就是下面这个结果：
可以看到，这个intro.wmv的微缩图是完全的一张黑色图片，我们并不能看到任何关于视频文件有意义的内容。
下面启动我们刚才编写的demo视频截图工具来截一下图片，同样这个视频文件，可以看到这个的结果。
其中，程序里面默认给出的灰度颜色个数阈值是8，那么就是说，至少图片要有8个不同的颜色灰度值才会截取，而之前的全黑，全白就自然滤过了。
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