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- 一、V4L2编程
- 1. 设备--摄像头 linux -
- (1)v4L2是针对uvc免驱usb设备的编程框架
- (2)设定属性(fps-每秒采集帧数, 像素w*h, 格式jpeg,YUV)
- 2.操作流程
- (1)打开设备文件
- (2)取得设备的capability
- (3)选择视频输入
- (4) 设置视频的制式和帧格式
- (5)向驱动申请帧缓冲,一般不超过5个
- (6)申请物理内存->映射
- (7)开始视频的采集
- (8)出队列以取得已采集数据的帧缓冲,取得原始采集数据
- (9)停止视频的采集
- (10)关闭视频设备
一、V4L2编程
1. 设备–摄像头 linux -
(1)v4L2是针对uvc免驱usb设备的编程框架
主要用于采集usb摄像头等,编程模式如下:
gec@ubuntu:~$ ls /dev/video* //查看摄像头设备
/dev/video0 /dev/video1 开发板上/dev/video0 - 7
(2)设定属性(fps-每秒采集帧数, 像素w*h, 格式jpeg,YUV)
打开视频设备后,可以设置该视频设备的属性,例如裁剪、缩放等。这一步是可选的。在Linux编程中,一般使用ioctl函数来对设备的I/O通道进行管理:
#include <linux/videodev2.h>
extern int ioctl (int __fd, unsigned long int __request, …) __THROW;
参数:__fd:设备的ID,例如刚才用open函数打开视频通道后返回的cameraFd;
__request:具体的命令标志符。
在进行V4L2开发中,一般会用到以下的命令标志符:
VIDIOC_REQBUFS:分配内存
VIDIOC_QUERYBUF:把VIDIOC_REQBUFS中分配的数据缓存转换成物理地址
VIDIOC_QUERYCAP:查询驱动功能
VIDIOC_ENUM_FMT:获取当前驱动支持的视频格式
VIDIOC_S_FMT:设置当前驱动的频捕获格式
VIDIOC_G_FMT:读取当前驱动的频捕获格式
VIDIOC_TRY_FMT:验证当前驱动的显示格式
VIDIOC_CROPCAP:查询驱动的修剪能力
VIDIOC_S_CROP:设置视频信号的边框
VIDIOC_G_CROP:读取视频信号的边框
VIDIOC_QBUF:把数据放回缓存队列
VIDIOC_DQBUF:把数据从缓存中读取出来
VIDIOC_STREAMON:开始视频显示函数
VIDIOC_STREAMOFF:结束视频显示函数
VIDIOC_QUERYSTD:检查当前视频设备支持的标准,例如PAL或NTSC。
这些IO调用,有些是必须的,有些是可选择的。
2.操作流程
(1)打开设备文件
int fd=open("/dev/video0",O_RDWR);
(2)取得设备的capability
看看设备具有什么功能,比如是否具有视频输入,或者音频输入输出等
VIDIOC_QUERYCAP,struct v4l2_capability
v4l2_std_id std;
do {
ret= ioctl(fd, VIDIOC_QUERYSTD,&std);
} while (ret == -1&&errno == EAGAIN);
switch (std) {
case V4L2_STD_NTSC:
//……
case V4L2_STD_PAL:
//……
}
(3)选择视频输入
一个视频设备可以有多个视频输入
VIDIOC_S_INPUT,struct v4l2_input(可不要)
(4) 设置视频的制式和帧格式
制式包括PAL,NTSC,帧的格式个包括宽度和高度等
VIDIOC_S_STD,VIDIOC_S_FMT,struct v4l2_std_id,struct v4l2_format
struct v4l2_format fmt;
/*
v4l2_format 结构如下:
struct v4l2_format
{
enum v4l2_buf_type type; // 数据流类型,必须永远是V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE
union
{
struct v4l2_pix_format pix;
struct v4l2_window win;
struct v4l2_vbi_format vbi;
__u8 raw_data[200];
} fmt;
};
struct v4l2_pix_format
{
__u32 width; // 宽,必须是16 的倍数
__u32 height; // 高,必须是16 的倍数
__u32 pixelformat; // 视频数据存储类型,例如是YUV 4 :2 :2 还是RGB
enum v4l2_field field;
__u32 bytesperline;
__u32 sizeimage;
enum v4l2_colorspace colorspace;
__u32 priv;
};
*/
例:
memset (&fmt, 0, sizeof(fmt) );
fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
fmt.fmt.pix.width = 320;
fmt.fmt.pix.height = 240;
fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_JPEG;
if (ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT,&fmt)<0)
{
printf("set format failed\n");
//return 0;
}
(5)向驱动申请帧缓冲,一般不超过5个
struct v4l2_requestbuffers
struct v4l2_requestbuffers
{
__u32 count; // 缓存数量,也就是说在缓存队列里保持多少张照片
enum v4l2_buf_type type; // 数据流类型,必须永远是V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE
enum v4l2_memory memory; // V4L2_MEMORY_MMAP 或 V4L2_MEMORY_USERPTR
__u32 reserved;
};
样例:
struct v4l2_requestbuffers req;
memset(&req, 0, sizeof (req));
req.count = 4;
req.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
if (ioctl(fd,VIDIOC_REQBUFS,&req) == -1)
{
perror("VIDIOC_REQBUFS error \n");
//return -1;
}
(6)申请物理内存->映射
将申请到的帧缓冲映射到用户空间,这样就可以直接操作采集到的帧了,而不必去复制。将申请到的帧缓冲全部入队列,以便存放采集到的数据
VIDIOC_QBUF,struct v4l2_buffer
VideoBuffer* buffers = calloc( req.count, sizeof(VideoBuffer) );
printf("sizeof(VideoBuffer) is %d\n",sizeof(VideoBuffer));
struct v4l2_buffer buf;
for (numBufs = 0; numBufs<req.count; numBufs++)
{
memset(&buf, 0, sizeof(buf) );
buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
buf.index = numBufs;
if (ioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF,&buf)<0)
{
printf("VIDIOC_QUERYBUF error\n");
//return -1;
}
printf("buf len is %d\n",sizeof(buf));
//内存映射
buffers[numBufs].length = buf.length;
buffers[numBufs].offset = (size_t) buf.m.offset;
buffers[numBufs].start = mmap (NULL, buf.length,PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, buf.m.offset);
printf("buffers.length = %d,buffers.offset = %d ,buffers.start = %d\n",buffers[numBufs].length,buffers[numBufs].offset,buffers[numBufs].start);
printf("buf2 len is %d\n",sizeof(buffers[numBufs].start));
if (buffers[numBufs].start == MAP_FAILED)
{
perror("buffers error\n");
//return -1;
}
if (ioctl (fd, VIDIOC_QBUF,&buf)<0)
{
printf("VIDIOC_QBUF error\n");
//return -1;
}
}
(7)开始视频的采集
enum v4l2_buf_type type;
type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
if (ioctl (fd, VIDIOC_STREAMON,&type)<0)
{
printf("VIDIOC_STREAMON error\n");
// return -1;
}
(8)出队列以取得已采集数据的帧缓冲,取得原始采集数据
VIDIOC_DQBUF, 将缓冲重新入队列尾,这样可以循环采集。VIDIOC_QBUF
if (ioctl(fd, VIDIOC_DQBUF,&buf)<0)
{
perror("VIDIOC_DQBUF failed.\n");
//return -1;
}
buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
unsigned char *ptcur = buffers[numBufs].start;
DEBUG("buf.bytesused = %d \n",buf.bytesused);
int i1;
for(i1=0; i1
{
if((buffers[numBufs].start[i1] == 0x000000FF)&&
(buffers[numBufs].start[i1+1] == 0x000000C4))
{
DEBUG("huffman table finded! \nbuf.bytesused = %d\nFFC4 = %d \n",buf.bytesused,i1);
break;
}
}
if(i1 == buf.bytesused)printf("huffman table don't exist! \n");
int i;
for(i=0; i
{
if((buffers[numBufs].start[i] == 0x000000FF)&&
(buffers[numBufs].start[i+1] == 0x000000D8)) break;
ptcur++;
}
DEBUG("i=%d,FF=%02x,D8=%02x\n",i,buffers[numBufs].start[i],buffers[numBufs].start[i+1]);
intimagesize=buf.bytesused - i;
DEBUG("buf.bytesused = %d \n",buf.bytesused);
DEBUG ("imagesize = %d \n",imagesize);
(9)停止视频的采集
VIDIOC_STREAMOFF
(10)关闭视频设备
close(fd);