基于QT的视频聊天工具的设计与实现何毅

毕业论文（设计）
论文题目：
基于QT的视频聊天工具的设计与实现
学生姓名：
学号：
1008040209
所在院系：
电气信息工程学院
专业名称：
通信工程
届次：
2014届
指导教师：
淮南师范学院本科毕业论文（设计）
诚信承诺书
1.本人郑重承诺：所呈交的毕业论文（设计），题目《
》是本人在指导教师指导下独立完成的，没有弄虚作假，没有抄袭、剽窃别人的内容；
主界面必须显示自己的登录名并且可以显示当前登录服务器的用户，当有用户登录时，在主界面上会增加该登录用户；用户退出时，这个用户会在主界面上消失。并且用户可以通过双击用户名与该用户进行对话。
聊天界面要显示当前与谁在聊天，并且显示发送和接收信息的时间。在该界面需要有开启视频聊天和语聊天的按钮。
视频聊天和语音聊天界面只需要有一个终止语音或者终止视频聊天的按钮即可。
中国目前使用最广泛的聊天软件之一就是腾讯QQ，然而腾讯QQ不是简单的即时通信软件，它支持即时传送视频、音频和文件等诸多功能。而另一款较流行的软件则是微软公司推出的MSN，它也可以进行语音对话、视频会议等即时交流。还有很多诸如此类的软件，其实现的功能也大体相同。由些可以看出，音视频聊天的这种即时交流方式已经成为一种发展趋势，也是符合广大人民群众需求的。
在Linux系统下，遵循一切设备皆是文件的原则，所有的外设都会被看成是一种特殊文件进行处理，又称之为设备文件。在Linux下，系统调用的各种库函数的实质是它们直接或者间接地提供内核与应用程序之间的接口，然而设备驱动程序则是内核与外设之间的接口，它的功能是完成设备的初始化和释放以及对设备文件的各种操作的中断处理。在对视频设备数据进行读/写的过程中，可以通过read/write或者内存映射[9]的方法来获得内核空间的图像数据。
Key words:Face time; QT;Video4Linux2; ALSA
1
1.1
21世纪是一个网络高速发展的时代。国际互联网又称因特网，它是一个全球性的网络，是公用信息的一种载体，属于大众传媒的一种，它具有快捷性、普及性等特点，是现今最流行且最受欢迎的传媒之一。互联网是即时通信软件以展的基础，然而即时通信软件又反过来极大的扩展了互联网络的应用[2]。现今的互联网已经广泛应用在现实生活中。我们可以通过互联网聊天、玩游戏、查阅东西等等。作为现代电脑电子技术的产物之一的聊天软件（称即时聊天软件IM），在互联网的信息交流的过程中扮演着一个重要的角色。即时聊天软件主要提供基于互联网的客户端的语音、视频、文字的传输。它可以增进人们之间的交流、沟通，可以为人们提供跨市、跨省、甚至跨国之间的互通，极大的为人们的交流提供了方便，从而满足人们的需求。在将来的发展中也必将是一个不可或缺的部分。
4.初始化内存是映射
1)设置内存映射的模式以及缓存数数量
struct v4l2_requestbuffers reqbuf;
Clear_struct(reqbuf);
reqbuf.count = tmp_nums;
reqbuf.type = Capture;
reqbuf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
（2）QT具有良好的封装机制，使得QT的模块化程度非常高，可重用性也较好，这对于开发者来说是非常方便的。然后QT又提供了一种称为信号与槽（signals/slots）的机制来代替callback，使得元件之间的协同工作就能得更加简单。
（3）QT中包含多达250个以上的C++类。
（4）支持2D/3D图形渲染。
（5）支持OpenGL。
（6）大量的开发文档。
（7）XML支持等。
3.2
3.2.1 Video4Linux2相关技术简介
V4L(video for linux)[4]是Alan Cox针对视频设备开发的应用程序接口（API）[5]。开始出现是在Linux2.1.x内核版本中，可以实现图像采集。由于它的灵活性和扩展性上面的缺陷，渐渐被V4L2代替[6]，而V4L2是在Linux2.5.x版本内核中开始集成的[7]。Video4Linux2是Video For Linux Two的简称，是Linux系统下进行视频音频等应用开发的应用编程接口。Video4Linux2还提供一些无线电通信以及文字电视广播解码等的数据接口，并且结合视频采集设备和相应的驱动程序，就可以实现图像采集[8]。本次设计是采用Video4Linux2提供的数据结构、应用函数等，实现Linux下USB摄像头数据的采集功能。
2
2.1
利用QT设计出一个可以实现实时文字聊天、语音聊天和视频聊天的基于服务器的聊天工具。
客户端要有登录界面、主界面、聊天界面、视频聊天界面以及语音聊天界面。
登录界需要输入用户名和登录按钮。对于用户名的输入有以下规定:(1)用户名不得过长，否则提示输入的用户名太长，让用户重新输入一个用户名；(2)用户名不能为空；（3）如果输入的用户名被服务器检测到同名用户，需重新输入一个不同的用户名，以上3种情况都无法登录服务器。
QT的开发语言是C++。最初Qt主要是为跨平如的软件开发者提供统一的，精美的图形用户编程接口，但是现在它提供统一的网络和数据库操作的编程接口。由于Qt的出现，使得UNIX和LINUX这些操作系统的人机界面更加精美。
QT的优点：
（1）QT具有优良的跨平台性，可以支持多个操作系统，如Microsoft Windows 95/98，Microsoft Windows NT，Linux，Solaris，SunOS，HP-UX，Digital UNIX (OSF/1，Tru64)，Irix，FreeBSD等等；
Clear_struct(cap);
if( ioctl(devfd,VIDIOC_QUERYCAP,&cap) < 0)
{
Sys_warn(“warn,get device Infomation”)
}
在Linux中，ioctl提供了一个用于控制设备及描述符的行为和配置底层服务的接口，可以对设备I/O通道进行管理。如上所示，调用VIDIOC_QUERYCAP来取得设备文件的属性参数并存储于cap结构中。
Abstract:QT Creator is a cross-platform, complete QT integrated development environment,Including the advancedC+ + code editor, projects, and produce management tools, integrated contextual help system, graphical debugger, code management and browsing tools, etc..Through learningC++ objectoriented languages, designed a simple and beautiful video chattool byQT Creator.Bycalling the QT Creator library functions, andusingsome algorithm to realize the corresponding functionduringthe process of program design.The ultimate successof thesoftware achieve thea few basic functions: "login","show the online user","chat","video"and so on.
2.毕业论文（设计）所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠，文中所有引用的他人观点、材料、数据、图表均已注释说明来源；
3. 毕业论文（设计）中无抄袭、剽窃或不正当引用他人学术观点、思想和学术成果，伪造、篡改数据的情况；
4.本人已被告知并清楚：学院对毕业论文（设计）中的抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为将严肃处理，并可能导致毕业论文（设计）成绩不合格，无法正常毕业、取消学士学位资格或注销并追回已发放的毕业证书、学士学位证书等严重后果；
if( iቤተ መጻሕፍቲ ባይዱctl( devfd,VIDIOC_REQBUFS,&reqbuf ) < 0 )
{
Sys_err(“request buffer queue error”);
1.2
“视频聊天”是可以通过摄像头看到对方图像的一种交流方式，与此同时可以直接通过麦克风进行语音聊天。与起初的即时聊天软件所不同的体验就是它可以拉近人与人之间的距离，让人倍感亲切，使聊天也变得更加有趣起来。从另一个方面来考虑，在面对广大群众使用的时候，对于那些打字慢的人来说，也解决了他们因打字慢而感到烦恼的问题。
通过Video4Linux2来实现视频图像采集的流程如下：
1.打开视频设备文件，获得文件描述符。
int devfd = open(devpath, O_RDWR | O_TRUNC);
if (devfd < 0)
{
sys_err(“open device error”);
}
2.查看设备功能。
structv4l2_capability cap;
5.若在省教育厅、学院组织的毕业论文（设计）检查、评比中，被发现有抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为，本人愿意接受学院按有关规定给予的处理，并承担相应责任。
学生（签名）：
日期：年月
基于QT的视频聊天工具的设计与实现
学生：何毅(指导老师：李营)
（淮南师范学院电气信息工程学院）
摘要：QT Creator是一个跨平台的、完整的QT集成开发环境，其中包括了高级C++代码编辑器、项目和生成管理工具、集成的上下文相关的帮助系统、图形化调试器、代码管理和浏览工具等[1]。本论文通过所学的C++面向对象的语言，利用QT Creator设计了一个简单且又美观的视频聊天工具。在程序设计过程中，通过调用QT Creator库函数以及一些算法来实现相应的功能。最终软件实现“登录”、“显示在线用户”、“文字聊天”、“视频”等基本功能。