udp 传输图像

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#人工智能 #数码相机 #机器人 #概率论 #机器学习

在 Ubuntu 上用 C++ 实现 UDP 传输图像，核心依赖 OpenCV（处理图像编解码）和 C++ 标准 Socket 库（实现 UDP 通信）。以下是完整的实现方案，包含单包传输（适合小图像）和分片传输（适合大图像）两种场景。

一、环境准备：安装 OpenCV 开发库

首先安装 OpenCV 的 C++ 开发依赖（用于编译链接）：

bash

运行

sudo apt-get update
sudo apt-get install libopencv-dev  # 包含头文件和编译所需的库

二、核心原理

  1. 图像处理：用 OpenCV 读取图像，通过 imencode 压缩为 JPEG 格式（减少数据量），存储为字节流；接收端用 imdecode 还原为图像。
  2. UDP 通信：通过 Socket 函数（socket、bind、sendto、recvfrom）实现无连接的数据传输。
  3. 限制与解决：UDP 单个数据包最大约 65507 字节（MTU 限制），大图像需分片传输，接收端合并后解码。

三、方案 1：单包传输（适合小图像）

直接将编码后的图像字节流一次性发送，适合编码后小于 65507 字节的图像（如 640x480 分辨率的 JPEG）。

1. 发送端代码（sender.cpp）

cpp

运行

#include <iostream>
#include <vector>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

using namespace std;
using namespace cv;

int main() {
    // 1. 配置 UDP 地址（接收端的 IP 和端口）
    const char* RECV_IP = "127.0.0.1";  // 接收端 IP（本地测试用 127.0.0.1，局域网用实际 IP）
    const int RECV_PORT = 8888;         // 接收端端口
    struct sockaddr_in recv_addr;
    recv_addr.sin_family = AF_INET;
    recv_addr.sin_port = htons(RECV_PORT);  // 字节序转换（主机字节序 → 网络字节序）
    inet_pton(AF_INET, RECV_IP, &recv_addr.sin_addr);  // IP 字符串 → 二进制格式

    // 2. 创建 UDP Socket
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0) {
        perror("socket create failed");
        return -1;
    }

    // 3. 读取并编码图像（压缩为 JPEG）
    Mat image = imread("test.jpg");  // 替换为你的图像路径
    if (image.empty()) {
        cout << "image read failed" << endl;
        close(sockfd);
        return -1;
    }

    vector<uchar> img_buf;  // 存储编码后的图像字节流
    vector<int> encode_params = {IMWRITE_JPEG_QUALITY, 90};  // JPEG 质量（0-100）
    bool encode_success = imencode(".jpg", image, img_buf, encode_params);
    if (!encode_success) {
        cout << "image encode failed" << endl;
        close(sockfd);
        return -1;
    }

    // 4. 发送图像数据
    int send_len = sendto(
        sockfd,
        img_buf.data(),  // 数据起始地址
        img_buf.size(),  // 数据长度
        0,
        (struct sockaddr*)&recv_addr,
        sizeof(recv_addr)
    );
    if (send_len < 0) {
        perror("sendto failed");
    } else {
        cout << "send success! size: " << send_len << " bytes" << endl;
    }

    // 5. 关闭 Socket
    close(sockfd);
    return 0;
}
2. 接收端代码（receiver.cpp）

cpp

运行

#include <iostream>
#include <vector>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

using namespace std;
using namespace cv;

int main() {
    // 1. 配置 UDP 地址（监听的 IP 和端口）
    const int LISTEN_PORT = 8888;  // 与发送端端口一致
    struct sockaddr_in listen_addr;
    listen_addr.sin_family = AF_INET;
    listen_addr.sin_port = htons(LISTEN_PORT);
    listen_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;  // 监听所有网络接口（本地/局域网）

    // 2. 创建 UDP Socket
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0) {
        perror("socket create failed");
        return -1;
    }

    // 3. 绑定端口（接收端必须绑定端口才能接收数据）
    int bind_ret = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&listen_addr, sizeof(listen_addr));
    if (bind_ret < 0) {
        perror("bind failed");
        close(sockfd);
        return -1;
    }
    cout << "waiting for data on port " << LISTEN_PORT << "..." << endl;

    // 4. 接收图像数据（缓冲区设为 UDP 最大包大小 65507）
    const int BUF_SIZE = 65507;
    vector<uchar> recv_buf(BUF_SIZE);
    struct sockaddr_in sender_addr;
    socklen_t sender_addr_len = sizeof(sender_addr);

    int recv_len = recvfrom(
        sockfd,
        recv_buf.data(),
        BUF_SIZE,
        0,
        (struct sockaddr*)&sender_addr,
        &sender_addr_len
    );
    if (recv_len < 0) {
        perror("recvfrom failed");
        close(sockfd);
        return -1;
    }
    cout << "receive success! size: " << recv_len << " bytes from " 
         << inet_ntoa(sender_addr.sin_addr) << ":" << ntohs(sender_addr.sin_port) << endl;

    // 5. 解码图像并显示/保存
    recv_buf.resize(recv_len);  // 截取实际接收的字节
    Mat image = imdecode(Mat(recv_buf), IMREAD_COLOR);  // 解码为彩色图像
    if (image.empty()) {
        cout << "image decode failed" << endl;
        close(sockfd);
        return -1;
    }

    imshow("Received Image", image);  // 显示图像
    imwrite("received.jpg", image);   // 保存图像
    cout << "image saved as received.jpg" << endl;

    waitKey(0);  // 等待按键关闭窗口
    destroyAllWindows();

    // 6. 关闭 Socket
    close(sockfd);
    return 0;
}

四、编译与运行

1. 编译命令

用 g++ 编译，通过 pkg-config 自动引入 OpenCV 的头文件和库路径（兼容 OpenCV 3/4 版本）：

bash

运行

# 编译发送端
g++ sender.cpp -o sender `pkg-config --cflags --libs opencv4`

# 编译接收端
g++ receiver.cpp -o receiver `pkg-config --cflags --libs opencv4`
  • 若安装的是 OpenCV 3，将 opencv4 改为 opencv 即可。
2. 运行步骤
  1. 准备一张名为 test.jpg 的图像（与发送端代码同目录）。
  2. 先启动接收端（必须先绑定端口）：

    bash

运行

  • ./receiver
  • 再启动发送端：

    bash

运行

  1. ./sender
  2. 接收端会显示图像，并保存为 received.jpg。

五、方案 2：分片传输（适合大图像）

若图像编码后超过 65507 字节（如 1080P 图像），需分片发送，接收端合并后解码。核心逻辑：

  1. 发送端：先发送「分片总数」，再逐个发送分片（每个分片 ≤ 65507 字节）。
  2. 接收端：先接收「分片总数」，再接收所有分片，合并后解码。
1. 发送端代码（sender_fragment.cpp）

cpp

运行

#include <iostream>
#include <vector>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

using namespace std;
using namespace cv;

int main() {
    // 1. 配置 UDP 地址（同方案 1）
    const char* RECV_IP = "127.0.0.1";
    const int RECV_PORT = 8888;
    struct sockaddr_in recv_addr;
    recv_addr.sin_family = AF_INET;
    recv_addr.sin_port = htons(RECV_PORT);
    inet_pton(AF_INET, RECV_IP, &recv_addr.sin_addr);

    // 2. 创建 Socket（同方案 1）
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0) { perror("socket failed"); return -1; }

    // 3. 读取并编码图像（同方案 1）
    Mat image = imread("test.jpg");
    if (image.empty()) { cout << "image read failed"; close(sockfd); return -1; }

    vector<uchar> img_buf;
    vector<int> encode_params = {IMWRITE_JPEG_QUALITY, 90};
    imencode(".jpg", image, img_buf, encode_params);

    // 4. 分片配置（UDP 最大包大小 65507）
    const int FRAG_SIZE = 65507;
    int total_frags = (img_buf.size() + FRAG_SIZE - 1) / FRAG_SIZE;  // 向上取整计算分片数
    cout << "total fragments: " << total_frags << ", total size: " << img_buf.size() << " bytes" << endl;

    // 5. 发送「分片总数」（先发送控制信息）
    int send_frag_cnt = sendto(
        sockfd,
        &total_frags,
        sizeof(total_frags),
        0,
        (struct sockaddr*)&recv_addr,
        sizeof(recv_addr)
    );
    if (send_frag_cnt < 0) { perror("send frag count failed"); close(sockfd); return -1; }

    // 6. 逐个发送分片
    for (int i = 0; i < total_frags; i++) {
        int start_idx = i * FRAG_SIZE;
        int end_idx = min((i + 1) * FRAG_SIZE, (int)img_buf.size());
        int frag_len = end_idx - start_idx;

        int send_len = sendto(
            sockfd,
            img_buf.data() + start_idx,
            frag_len,
            0,
            (struct sockaddr*)&recv_addr,
            sizeof(recv_addr)
        );
        if (send_len < 0) {
            perror("send fragment failed");
        } else {
            cout << "send fragment " << i + 1 << "/" << total_frags << ", size: " << send_len << " bytes" << endl;
        }
    }

    close(sockfd);
    cout << "all fragments sent" << endl;
    return 0;
}
2. 接收端代码（receiver_fragment.cpp）

cpp

运行

#include <iostream>
#include <vector>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

using namespace std;
using namespace cv;

int main() {
    // 1. 配置 UDP 地址（同方案 1）
    const int LISTEN_PORT = 8888;
    struct sockaddr_in listen_addr;
    listen_addr.sin_family = AF_INET;
    listen_addr.sin_port = htons(LISTEN_PORT);
    listen_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    // 2. 创建并绑定 Socket（同方案 1）
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0) { perror("socket failed"); return -1; }
    if (bind(sockfd, (struct sockaddr*)&listen_addr, sizeof(listen_addr)) < 0) {
        perror("bind failed"); close(sockfd); return -1;
    }
    cout << "waiting for fragments on port " << LISTEN_PORT << "..." << endl;

    // 3. 接收「分片总数」
    int total_frags = 0;
    struct sockaddr_in sender_addr;
    socklen_t sender_addr_len = sizeof(sender_addr);

    int recv_cnt = recvfrom(
        sockfd,
        &total_frags,
        sizeof(total_frags),
        0,
        (struct sockaddr*)&sender_addr,
        &sender_addr_len
    );
    if (recv_cnt < 0) {
        perror("recv frag count failed");
        close(sockfd);
        return -1;
    }
    cout << "total fragments to receive: " << total_frags << endl;

    // 4. 接收所有分片并合并
    vector<uchar> img_buf;
    const int FRAG_SIZE = 65507;
    vector<uchar> frag_buf(FRAG_SIZE);

    for (int i = 0; i < total_frags; i++) {
        int recv_len = recvfrom(
            sockfd,
            frag_buf.data(),
            FRAG_SIZE,
            0,
            (struct sockaddr*)&sender_addr,
            &sender_addr_len
        );
        if (recv_len < 0) {
            perror("recv fragment failed");
            close(sockfd);
            return -1;
        }

        // 将分片数据追加到总缓冲区
        img_buf.insert(img_buf.end(), frag_buf.begin(), frag_buf.begin() + recv_len);
        cout << "received fragment " << i + 1 << "/" << total_frags << ", size: " << recv_len << " bytes" << endl;
    }

    // 5. 解码并显示/保存图像（同方案 1）
    Mat image = imdecode(Mat(img_buf), IMREAD_COLOR);
    if (image.empty()) {
        cout << "image decode failed" << endl;
        close(sockfd);
        return -1;
    }

    imshow("Received Image (Fragmented)", image);
    imwrite("received_fragment.jpg", image);
    cout << "fragmented image saved as received_fragment.jpg" << endl;

    waitKey(0);
    destroyAllWindows();
    close(sockfd);
    return 0;
}
3. 编译与运行

编译命令与方案 1 一致（替换文件名即可）：

bash

运行

g++ sender_fragment.cpp -o sender_frag `pkg-config --cflags --libs opencv4`
g++ receiver_fragment.cpp -o receiver_frag `pkg-config --cflags --libs opencv4`

运行步骤：先启动 ./receiver_frag，再启动 ./sender_frag。

六、关键注意事项

  1. IP 地址配置：局域网传输时，发送端需填写接收端的「局域网 IP」（可通过 ifconfig 或 ip addr 查看），而非 127.0.0.1。
  2. 端口占用：若提示「bind failed: Address already in use」，更换一个未被占用的端口（如 8889）。
  3. 图像路径：确保发送端的 test.jpg 路径正确（相对路径 / 绝对路径均可）。
  4. UDP 可靠性：UDP 不保证数据完整性，若需可靠传输，需自行实现「重传机制」（如超时重传、确认应答）。
  5. 实时视频流：若需传输实时视频，可在发送端循环读取摄像头帧（VideoCapture），并连续发送；接收端循环接收并显示。

七、扩展：实时视频流（基于分片传输）

只需修改发送端，用 VideoCapture 读取摄像头，循环发送帧；接收端循环接收并显示。以下是发送端修改示例（sender_video.cpp）：

cpp

运行

// 其他代码同 sender_fragment.cpp，仅修改「读取图像」部分
int main() {
    // ... 前序 Socket 配置 ...

    // 读取摄像头（0 为默认摄像头，可改为视频文件路径）
    VideoCapture cap(0);
    if (!cap.isOpened()) {
        cout << "camera open failed" << endl;
        close(sockfd);
        return -1;
    }

    Mat frame;
    while (true) {
        cap >> frame;  // 读取一帧
        if (frame.empty()) break;

        // 编码帧（同之前的逻辑）
        vector<uchar> img_buf;
        vector<int> encode_params = {IMWRITE_JPEG_QUALITY, 80};
        imencode(".jpg", frame, img_buf, encode_params);

        // 分片发送（同之前的逻辑）
        const int FRAG_SIZE = 65507;
        int total_frags = (img_buf.size() + FRAG_SIZE - 1) / FRAG_SIZE;
        sendto(sockfd, &total_frags, sizeof(total_frags), 0, (struct sockaddr*)&recv_addr, sizeof(recv_addr));

        for (int i = 0; i < total_frags; i++) {
            int start_idx = i * FRAG_SIZE;
            int end_idx = min((i + 1) * FRAG_SIZE, (int)img_buf.size());
            sendto(sockfd, img_buf.data() + start_idx, end_idx - start_idx, 0, (struct sockaddr*)&recv_addr, sizeof(recv_addr));
        }

        cout << "sent one frame, size: " << img_buf.size() << " bytes" << endl;
        waitKey(1);  // 延时 1ms，避免CPU占用过高
    }

    cap.release();
    close(sockfd);
    return 0;
}

接收端无需大幅修改，只需在 imshow 后添加 waitKey(1) 实现实时刷新：

cpp

运行

// 接收完一帧后修改
imshow("Real-Time Video", image);
waitKey(1);  // 必须调用，否则窗口无响应

编译运行后，即可实现实时视频流的 UDP 传输。

#include <iostream> #include <vector> #include <opencv2/opencv.hpp> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> using namespace std; using namespace cv; int main() { // 1. 配置 UDP 地址（接收端的 IP 和端口） const char* RECV_IP = "127.0.0.1"; // 接收端 IP（本地测试用 127.0.0.1，局域网用实际 IP） const int RECV_PORT = 8888; // 接收端端口 struct sockaddr_in recv_addr; recv_addr.sin_family = AF_INET; recv_addr.sin_port = htons(RECV_PORT); // 字节序转换（主机字节序 → 网络字节序） inet_pton(AF_INET, RECV_IP, &recv_addr.sin_addr); // IP 字符串 → 二进制格式 // 2. 创建 UDP Socket int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if (sockfd < 0) { perror("socket create failed"); return -1; } // 3. 读取并编码图像（压缩为 JPEG） Mat image = imread("test.jpg"); // 替换为你的图像路径 if (image.empty()) { cout << "image read failed" << endl; close(sockfd); return -1; } vector<uchar> img_buf; // 存储编码后的图像字节流 vector<int> encode_params = {IMWRITE_JPEG_QUALITY, 90}; // JPEG 质量（0-100） bool encode_success = imencode(".jpg", image, img_buf, encode_params); if (!encode_success) { cout << "image encode failed" << endl; close(sockfd); return -1; } // 4. 发送图像数据 int send_len = sendto( sockfd, img_buf.data(), // 数据起始地址 img_buf.size(), // 数据长度 0, (struct sockaddr*)&recv_addr, sizeof(recv_addr) ); if (send_len < 0) { perror("sendto failed"); } else { cout << "send success! size: " << send_len << " bytes" << endl; } // 5. 关闭 Socket close(sockfd); return 0; }

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高性能硬件是人工智能的基石，尤其是在机器学习和深度学习领域，海量数据是常态。从充当计算机大脑的中央处理器 (CPU) 到加速计算的图形处理器 (GPU)，硬件的作用是提供处理和运行复杂数据算法所需的原始能力。
【论文速递】2025年第34周(Aug-17-23)(Robotics/Embodied AI/LLM)
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淋曦的进击手记
12-07 1094
自我监督的学习有望消除对手动数据注释的需求，从而使模型能够毫不费力地扩展到大规模的数据集和较大的体系结构。通过不针对特定的任务或领域量身定制，这种训练范式有可能使用单个算法从不同的来源学习视觉表示形式，从自然到航空图像。该技术报告介绍了Dinov3，这是通过利用简单而有效的策略来实现这一愿景的主要里程碑。首先，我们利用仔细的数据准备，设计和优化来扩展数据集和模型大小的好处。其次，我们介绍了一种称为GRAM锚定的新方法，该方法有效地解决了长期训练时间表中已知但未解决的密集特征映射降解的问题。
AI泡沫什么时候破？
脑极体
12-04 764
而AI企业面对的短期形势，可能更为严峻。而AI公司和技术服务商，为了迎合决策者或拿下B端大项目，往往不计成本的低价竞标，无视人工成本的驻场开发，技术价值让位于领导偏好，企业自身也深陷人效黑洞，沦为挣辛苦钱的技术外包。To B/G不赚钱，To C也卖不上价，所以目前AI领域唯一清晰的商业模式，就是类似英伟达的“卖铲人”模式，卖加速卡和算力的企业成了这一轮AI浪潮的最大受益人。去伪存真之后，资本会冷却，叙事会修正，共识会重新凝聚，而那些持续追问“AI如何创造真实价值”的人，会与行业一同穿越周期，走向成熟。
【AI是否能替代IT从业者？】
博文致力于人工智能算法的探索研究；前后端分离项目的技术分享交流；专升本计算机基础课程内容讲解；各种中间件技术分享
12-03 1215
2025年IT行业面临AI深度重构：基础开发、测试、运维岗位替代率超60%，但AI相关新兴岗位激增380%。人类在复杂系统设计、伦理决策和跨界融合领域仍具不可替代性。微软等企业实践显示，人机协作可使效率提升40%。从业者需转型高价值领域（如Agent开发、大模型工程），掌握"技术+领域"双轨能力。AI本质是职业生态重构器，持续学习者的薪资溢价可达150%。建议立即评估岗位AI暴露指数，优先学习分布式架构优化、多智能体开发等技能。
matlab udp 传输图像数据
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要在MATLAB中使用UDP传输图像数据，需要使用matlab自带的UDP函数进行通信。具体步骤如下： 第一步：创建UDP对象 使用以下代码创建一个UDP对象： u = udp('localhost',8080); ‘localhost’表示本地IP地址，...
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