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linux对摄像头图像采集

发布时间:2022-11-16 09:42:14

㈠ 如何实现嵌入式linux下USB摄像头视频采集

在linux下所有设备都是文件。所以对摄像头的操作其实就是对文件的操作。USB摄像头的设备文件就是在/dev目录下的video0(假如只有一个摄像头)。在linux下操作摄像头就是使用v4l2对摄像头进行视频的操作,操作步骤如下

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_idstd;
do{
ret=ioctl(fd,VIDIOC_QUERYSTD,&std);
}while(ret==-1&&errno==EAGAIN);
switch(std){
caseV4L2_STD_NTSC:
//……
caseV4L2_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

structv4l2_formatfmt;
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("setformatfailed ");
//return0;
}

5. 向驱动申请帧缓冲,一般不超过5个。struct v4l2_requestbuffers

structv4l2_requestbuffersreq;
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_REQBUFSerror ");
//return-1;
}

6.申请物理内存

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 ",sizeof(VideoBuffer));
structv4l2_bufferbuf;
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_QUERYBUFerror ");
//return-1;
}
printf("buflenis%d ",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[0]=%d ",buffers[numBufs].length,buffers[numBufs].offset,buffers[numBufs].start[0]);
printf("buf2lenis%d ",sizeof(buffers[numBufs].start));
if(buffers[numBufs].start==MAP_FAILED)
{
perror("bufferserror ");
//return-1;
}
if(ioctl(fd,VIDIOC_QBUF,&buf)<0)
{
printf("VIDIOC_QBUFerror ");
//return-1;
}
}

7. 开始视频的采集。

enumv4l2_buf_typetype;
type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
if(ioctl(fd,VIDIOC_STREAMON,&type)<0)
{
printf("VIDIOC_STREAMONerror ");
//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_DQBUFfailed. ");
//return-1;
}
buf.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
buf.memory=V4L2_MEMORY_MMAP;
unsignedchar*ptcur=buffers[numBufs].start;
DEBUG("buf.bytesused=%d ",buf.bytesused);
inti1;
for(i1=0;i1<buf.bytesused;i1++)
{
if((buffers[numBufs].start[i1]==0x000000FF)&&(buffers[numBufs].start[i1+1]==0x000000C4))
{
DEBUG("huffmantablefinded! buf.bytesused=%d FFC4=%d ",buf.bytesused,i1);
break;
}
}
if(i1==buf.bytesused)printf("huffmantabledon'texist! ");
inti;
for(i=0;i<buf.bytesused;i++)
{
if((buffers[numBufs].start[i]==0x000000FF)&&(buffers[numBufs].start[i+1]==0x000000D8))break;
ptcur++;
}
DEBUG("i=%d,FF=%02x,D8=%02x ",i,buffers[numBufs].start[i],buffers[numBufs].start[i+1]);
intimagesize=buf.bytesused-i;
DEBUG("buf.bytesused=%d ",buf.bytesused);
DEBUG("imagesize=%d ",imagesize);

9. 停止视频的采集。VIDIOC_STREAMOFF

10. 关闭视频设备。close(fd);

㈡ linux下QT+V4l2+FFMPEG摄像头采集程序,怎么配置

这个软件是你自己写的吗?在V4L2编程中在图像处理的时候就有一个参数是让截取的图像改变格式的,目前V4L2的支持大部分图像格式!

㈢ linux下怎么样进行摄像头编程

在linux下所有设备都是文件。所以对摄像头的操作其实就是对文件的操作。USB摄像头的设备文件就是在/dev目录下的video0(假如只有一个摄像头)。在linux下操作摄像头就是使用v4l2对摄像头进行的操作,操作步骤如下

㈣ Linux v4l2图片采集问题

源码中:
fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV;
fmt.fmt.pix.field = V4L2_FIELD_INTERLACED;
ioctl (fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt);
指定了采集图像的格式为YUYV格式。
要像采集成JPEG图像,得查询一下摄像头是否有相应功能,如果没有相应功能即使将fmt设置为jpeg最终采集到的还是yuyv格式。
yuyv可以转换为bmp数据,然后调用jpeglib库转换为jpg图像,稍稍有些麻烦,但没办法硬件不足就要用软件来弥补了。
至于你说的read没读到数据,我现在没有开发环境,没法测试。

㈤ linux 视频监控

本系统使用linux操作系统,采用H.264/AVC图像压缩标准利用 rP协议,和多线程控制实时地传输视频数据,同时合理地设置缓存和利用有效的错误隐藏技术,使监控终端能得到较好的监控效果。能在带宽有限的情况下很好地实现监控效果,同时,监控中心在逻辑上采用了分层的结构,更利于系统的组建,具有很好的扩展能力,方便了跨地域的大型监控系统的组建,具有较好的发展前景。

l 视频监控服务器总体设计
视频监控服务器解决方案和实现的流程
本监控方案的结构所示。基于分层网络的视频监控系统由监控中心,远程监控终端和网络构成。每个监控中心都由监控服务器、监控终端、监控前端、摄像头、报警器和局域网组成。监控服务器负责本地局域网用户的管理,音视频数据、报警信号的转发、音视频数据的本地存储,管理监控前端,给远程用户或其他监控中心提供监控资源访问服务等。监控前端是一个Linux的嵌入式系统,它采集摄像头的视频数据,并用H.264标准压缩,把压缩数据打包并发送到IP网络上,也可以把音频信号压缩并打包和发送到IP网络;它支持云台控制协议;还支持报警器的信号编码。在物理结构上,每个监控中心都是一个功能完备的监控系统,它们是同级的,没有地域区分;在逻辑结构上,监控中心划分成树状的层次结构,每个监控中心由它上层的监控中心(称为分控中心)管理,最上层的监控中心是总控中心。这样的系统结构既可以使每个控制中心单独组成监控系统,又可以通过网络分层连接起来组成规模较大的监控系统,具有很好的扩展能力,适用于各种规模的实时监控。当上层的监控中心瘫痪或是网络发生故障的时候,每个监控中心还能独立正常地工作,提高了监控系统的健壮性。用户可以通过登录远程监控终端或者监控中心内部的监控终端,通过服务器的身份认证并获取操作权限后对系统进行监控和管理。
1)监控前端的设计
监控前端是一个基于ARM处理器的Linu)【嵌入式系统。监控前端的主要硬件模块如图2所示,监控前端硬件部分可分为ARM CPU、系统内存、以太网接口、H.264编码模块、图像采集模块、视频存储模块,Flash存储模块,视频服务器管理模块,网络传送数据等几个部分。各模块由CPU统一管理和调度,Flash存储模块负责存放linux嵌入式操作系统和各部分硬件驱动程序。摄像头的视频信号通过模数转换以后得到视频图像帧的数字信号,数字信号通过H.264编码模块压缩后的数据存放在H.264编码模块的缓冲区内,用户可以通过对WEB服务器的操作,读取或修改这些压缩信号,最后图像信号到达网络传送模块,将经过H.264编码后的数据封装成RTP包,同时周期地发送RTCP包,以流媒体的方式传送到远程的客服端。
2)客服端(监控终端的设计)
监控终端软件的运行平台是基于Windows操作系统的PC机,可以高速连接到公共网络。监控终端软件采用了vi—sualc++MFC Windows界面编程的文档一视图编程模式,系统的类图设计如图3所示。CClientsocket类负责接收、解析网络数据包和发送用户命令。网络接收到的RTPARTCP包经过C~lientsocket类解析以后,如果是视频数据,则放在CVideoBufer类里面,如果是音频数据则放CAudioBufer类里面,其它的如报警,重启,删除等消息则放在C_ConTrolMes—sages类buffer里,CVideobufer是个图像缓冲区,CAudiobufer是音频缓冲区,我们通过线程同步,来实现音视频的同步播放。通过CConTrolMessages类里的成员函数,来响应用户需要的单路多放,回查,自动报警设置等功能。

㈥ 如何利用Video4Linux获取摄像头数据

1. 摄像头的安装

在Linux下常用的摄像头驱动是spca5xx。这个网站还给出了这款驱动支持的摄像头的种类。另外,ov511芯片直接就支持Linux,使用者款芯片的摄像头有网眼V2000。我使用的是网眼V2000的摄像头,和Z-Star
301p+现代7131R芯片的摄像头。后一种需要spca5xx的驱动。关于spca5xx的安装方法,网上有很多介绍,这里就不说了。

2. 摄像头的调试

安装好摄像头后,为了测试摄像头能否正常工作,可以用一下软件。比较着名的是xawtv,在网上搜以下可以下载到。安装好后,打开xawtv则可以调试摄像头。

3. Video4Linux 编程获取数据

现有的video4linux有两个版本,v4l和v4l2。本文主要是关于v4l的编程。利用v4l API获取视频图像一般有以下几步:

a> 打开设备

b> 设置设备的属性,比如图像的亮度,对比度等等

c> 设定传输格式和传输方式

d> 开始传输数据,一般是一个循环,用以连续的传输数据

e> 关闭设备

下面具体介绍v4l编程的过程。首先指出,在video4linux编程时要包含头文件,其中包含了video4linux的数据结构和函数定义。

1)v4l的数据结构

在video4linux API中定义了如下数据结构,详细的数据结构定义可以参考v4l API的文档,这里就编程中经常使用的数据结构作出说明。

首先我们定义一个描述设备的数据结构,它包含了v4l中定义的所有数据结构:
typedef struct
_v4ldevice
{int fd;//设备号
struct video_capability capability;
struct
video_channel channel[10];
struct video_picture picture;
struct video_clip
clip;
struct video_window window;
struct video_capture capture;
struct
video_buffer buffer;
struct video_mmap mmap;
struct video_mbuf
mbuf;
struct video_unit unit;
unsigned char
*map;//mmap方式获取数据时,数据的首地址
pthread_mutex_t mutex;
int frame;
int
framestat[2];
int overlay;
}v4ldevice;
下面解释上面这个数据结构中包含的数据结构,这些结构的定义都在中。
* struct
video_capability
name[32] Canonical name for this interface
type Type of
interface
channels Number of radio/tv channels if appropriate
audios
Number of audio devices if appropriate
maxwidth Maximum capture width in
pixels
maxheight Maximum capture height in pixels
minwidth Minimum capture
width in pixels
minheight Minimum capture height in pixels

这一个数据结构是包含了摄像头的属性,name是摄像头的名字,maxwidth maxheight是摄像头所能获取的最大图像大小,用像素作单位。

在程序中,通过ioctl函数的VIDIOCGCAP控制命令读写设备通道已获取这个结构,有关ioctl的使用,比较复杂,这里就不说了。下面列出获取这一数据结构的代码:
int v4lgetcapability(v4ldevice *vd)
{
if(ioctl(vd->fd,
VIDIOCGCAP, &(vd->capability)) < 0)
{
v4lperror("v4lopen:VIDIOCGCAP");
return -1;
}
return 0;
}
*
struct video_picture
brightness Picture brightness
hue Picture hue (colour
only)
colour Picture colour (colour only)
contrast Picture
contrast
whiteness The whiteness (greyscale only)
depth The capture depth
(may need to match the frame buffer depth)
palette Reports the palette that
should be used for this image

这个数据结构主要定义了图像的属性,诸如亮度,对比度,等等。这一结构的获取通过ioctl发出VIDIOCGPICT控制命令获取。
* struct video_mbuf
size The number of bytes to
map
frames The number of frames
offsets The offset of each frame

这个数据结构在用mmap方式获取数据时很重要:

size表示图像的大小,如果是640*480的彩色图像,size=640*480*3

frames表示帧数

offsets表示每一帧在内存中的偏移地址,通过这个值可以得到数据在图像中的地址。

得到这个结构的数据可以用ioctl的VIDIOCGMBUF命令。源码如下:
int v4lgetmbuf(v4ldevice
*vd)
{
if(ioctl(vd->fd, VIDIOCGMBUF, &(vd->mbuf))<0)
{
v4lperror("v4lgetmbuf:VIDIOCGMBUF");
return -1;
}
return
0;
}

而数据的地址可以有以下方式计算:
unsigned char
*v4lgetaddress(v4ldevice *vd)
{
return (vd->map +
vd->mbuf.offsets[vd->frame]);
}

2)获取影像mmap方式。

在video4Linux下获取影像有两种方式:overlay和mmap。由于我的摄像头不支持overlay方式,所以这里只谈mmap方式。

mmap方式是通过内存映射的方式获取数据,系统调用ioctl的VIDIOCMCAPTURE后,将图像映射到内存中,然后可以通过前面的v4lgetmbuf(vd)函数和v4lgetaddress(vd)函数获得数据的首地址,这是李可以选择是将它显示出来还是放到别的什么地方。

下面给出获取连续影像的最简单的方法(为了简化,将一些可去掉的属性操作都去掉了):
char*
devicename="/dev/video0";
char* buffer;
v4ldevice device;
int width =
640;
int height = 480;
int frame =
0;
v4lopen("/dev/video0",&device);//打开设备
v4lgrabinit(&device,width,height);//初始化设备,定义获取的影像的大小
v4lmmap(&device);//内存映射
v4lgrabstart(&device,frame);//开始获取影像
while(1){
v4lsync(&device,frame);//等待传完一帧
frame
= (frame+1)%2;//下一帧的frame
v4lcapture(&device,frame);//获取下一帧
buffer =
(char*)v4lgetaddress(&device);//得到这一帧的地址
//buffer给出了图像的首地址,你可以选择将图像显示或保存......
//图像的大小为
width*height*3
..........................
}
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㈦ linux系统下的tq2440的mose摄像头采集的图像存储在哪

open函数 打开串口设备close函数 关闭串口设备tcgetattr函数 得到设备设置状态tcsetattr函数 设置设备tcflush函数 刷清cfgetispeed函数 得到输入波特率cfgetospeed函数 得到输出波特率cfsetispeed函数 设置输入波特率cfsetospeed函数 设置输出波特率read函数 读设备,接收数据write函数 写设备,发送数据 每个函数的具体用法参考linux C语言参考手册参考termios.h中的函数,大多数都在这个头文件中。

㈧ linux v4l2图像采集

如果要自己实现的话,那么第9步你能通过VIDIOC_DQBUF请求来获取到一帧视频。
如果你想存成AVI的,那么你得了解AVI文件格式。avi是一种RIFF的实现balabalabala......
总之你大概在初始化的时候就把avi的文件头写好(strh strl之类的,具体看手册),然后第九步
的时候取出一帧数据,把长度和偏移连同这帧数据写入文件,同时保存下索引。
当写入全部的视频帧后再把索引写入文件,最后关闭录像文件,停止视频采集。

如果觉得自己实现麻烦,就移植个ffmpeg啥的,直接支持v4l2和avi容器,一条命令就搞定了

㈨ linux下怎样进行摄像头编程

在linux下所有设备都是文件。所以对摄像头的操作其实就是对文件的操作。USB摄像头的设备文件就是在/dev目录下的video0(假如只有一个摄像头)。在linux下操作摄像头就是使用v4l2对摄像头进行的操作,操作步骤如下

  1. 打开设备文件。

  2. int fd=open(”/dev/video0″,O_RDWR);

  3. 2. 取得设备的capability,看看设备具有什么功能,比如是否具有输入,或者音频输入输出等。VIDIOC_QUERYCAP,struct v4l2_capability

  4. v4l2_std_id std;

  5. do {

  6. ret= ioctl(fd, VIDIOC_QUERYSTD, std);

  7. } while (ret == -1 errno == EAGAIN);

  8. switch (std) {

  9. case V4L2_STD_NTSC:

  10. //……

  11. case V4L2_STD_PAL:

  12. //……

  13. }

  14. 3. 选择输入,一个设备可以有多个输入。VIDIOC_S_INPUT,struct v4l2_input(可不要)

  15. 4. 设置的制式和帧格式,制式包括PAL,NTSC,帧的格式个包括宽度和高度等。

  16. VIDIOC_S_STD,VIDIOC_S_FMT,struct v4l2_std_id,struct v4l2_format

  17. struct v4l2_format fmt;

  18. memset ( fmt, 0, sizeof(fmt) );

  19. fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

  20. fmt.fmt.pix.width = 320;

  21. fmt.fmt.pix.height = 240;

  22. fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_JPEG;

  23. if (ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, fmt) < 0)

  24. {

  25. printf("set format failed ");

  26. //return 0;

  27. }

  28. 5. 向驱动申请帧缓冲,一般不超过5个。struct v4l2_requestbuffers

  29. struct v4l2_requestbuffers req;

  30. memset(req, 0, sizeof (req));

  31. req.count = 4;

  32. req.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

  33. req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;

  34. if (ioctl(fd,VIDIOC_REQBUFS,req) == -1)

  35. {

  36. perror("VIDIOC_REQBUFS error ");

  37. //return -1;

  38. }

  39. 6.申请物理内存

  40. 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

  41. VideoBuffer* buffers = calloc( req.count, sizeof(VideoBuffer) );

  42. printf("sizeof(VideoBuffer) is %d ",sizeof(VideoBuffer));

  43. struct v4l2_buffer buf;

  44. for (numBufs = 0; numBufs < req.count; numBufs++)

  45. {

  46. memset( buf, 0, sizeof(buf) );

  47. buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

  48. buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;

  49. buf.index = numBufs;

  50. if (ioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, buf) < 0)

  51. {

  52. printf("VIDIOC_QUERYBUF error ");

  53. //return -1;

  54. }

  55. printf("buf len is %d ",sizeof(buf));

  56. //内存映射

  57. buffers[numBufs].length = buf.length;

  58. buffers[numBufs].offset = (size_t) buf.m.offset;

  59. buffers[numBufs].start = mmap (NULL, buf.length,PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, buf.m.offset);

  60. printf("buffers.length = %d,buffers.offset = %d ,buffers.start[0] = %d ",buffers[numBufs].length,buffers[numBufs].offset,buffers[numBufs].start[0]);

  61. printf("buf2 len is %d ",sizeof(buffers[numBufs].start));

  62. if (buffers[numBufs].start == MAP_FAILED)

  63. {

  64. perror("buffers error ");

  65. //return -1;

  66. }

  67. if (ioctl (fd, VIDIOC_QBUF, buf) < 0)

  68. {

  69. printf("VIDIOC_QBUF error ");

  70. //return -1;

  71. }

  72. }

  73. 7. 开始的采集。

  74. enum v4l2_buf_type type;

  75. type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

  76. if (ioctl (fd, VIDIOC_STREAMON, type) < 0)

  77. {

  78. printf("VIDIOC_STREAMON error ");

  79. // return -1;

  80. }

  81. 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

  82. if (ioctl(fd, VIDIOC_DQBUF, buf) < 0)

  83. {

  84. perror("VIDIOC_DQBUF failed. ");

  85. //return -1;

  86. }

  87. buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

  88. buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;

  89. unsigned char *ptcur = buffers[numBufs].start;

  90. DEBUG("buf.bytesused = %d ",buf.bytesused);

  91. int i1;

  92. for(i1=0; i1<buf.bytesused; i1++)

  93. {

  94. if((buffers[numBufs].start[i1] == 0xFF) (buffers[numBufs].start[i1+1] == 0xC4))

  95. {

  96. DEBUG("huffman table finded! buf.bytesused = %d FFC4 = %d ",buf.bytesused,i1);

  97. break;

  98. }

  99. }

  100. if(i1 == buf.bytesused)printf("huffman table don't exist! ");

  101. int i;

  102. for(i=0; i<buf.bytesused; i++)

  103. {

  104. if((buffers[numBufs].start[i] == 0xFF) (buffers[numBufs].start[i+1] == 0xD8)) break;

  105. ptcur++;

  106. }

  107. DEBUG("i=%d,FF=%02x,D8=%02x ",i,buffers[numBufs].start[i],buffers[numBufs].start[i+1]);

  108. int imagesize =buf.bytesused - i;

  109. DEBUG("buf.bytesused = %d ",buf.bytesused);

  110. DEBUG ("imagesize = %d ",imagesize);

  111. 9. 停止的采集。VIDIOC_STREAMOFF

  112. 10. 关闭设备。close(fd);

㈩ video4linux(v4l)使用摄像头图像采集的实验 在fedora下ioctl(vd->fd, VIDIOCGMBUF, &(vd->mbuf)) 执行失败

1.video4linux基础相关
1.1 v4l的介绍与一些基础知识的介绍
I.首先说明一下video4linux(v4l)。
它是一些视频系统,视频软件,音频软件的基础,经常使用在需要采集图像的场合,如视频监控,webcam,可视电话,经常应用在embedded linux中是linux嵌入式开发中经常使用的系统接口。它是linux内核提供给用户空间的编程接口,各种的视频和音频设备开发相应的驱动程序后,就可以通过v4l提供的系统API来控制视频和音频设备,也就是说v4l分为两层,底层为音视频设备在内核中的驱动,上层为系统提供的API,而对于我们来说需要的就是使用这些系统的API。
II.Linux系统中的文件操作
有关Linux系统中的文件操作不属于本文的内容。但是还是要了解相关系统调用的作用和使用方法。其中包括open(),read(),close(),ioctl(),mmap()。详细的使用不作说明。在Linux系统中各种设备(当然包括视频设备)也都是用文件的形式来使用的。他们存在与dev目录下,所以本质上说,在Linux中各种外设的使用(如果它们已经正确的被驱动),与文件操作本质上是没有什么区别的。
1.2 建立一套简单的v4l函数库
这一节将一边介绍v4l的使用方法,一边建立一套简单的函数,应该说是一套很基本的函数,它完成很基本的够能但足够展示如何使用v4l。这些函数可以用来被其他程序使用,封装基本的v4l功能。本文只介绍一些和摄像头相关的编程方法,并且是最基础和最简单的,所以一些内容并没有介绍,一些与其他视频设备(如视频采集卡)和音频设备有关的内容也没有介绍,本人也不是很理解这方面的内容。
这里先给出接下来将要开发出来函数的一个总览。
相关结构体和函数的定义我们就放到一个名为v4l.h的文件中,相关函数的编写就放在一个名为v4l.c的文件中把。
对于这个函数库共有如下的定义(也就是大体v4l.h中的内容):
#ifndef _V4L_H_
#define _V4L_H_
#include <sys/types.h>
#include <linux/videodev.h> //使用v4l必须包含的头文件
这个头文件可以在/usr/include/linux下找到,里面包含了对v4l各种结构的定义,以及各种ioctl的使用方法,所以在下文中有关v4l的相关结构体并不做详细的介绍,可以参看此文件就会得到你想要的内容。
下面是定义的结构体,和相关函数,突然给出这么多的代码很唐突,不过随着一点点解释条理就会很清晰了。
struct _v4l_struct
{
int fd;//保存打开视频文件的设备描述符
struct video_capability capability;//该结构及下面的结构为v4l所定义可在上述头文件中找到
struct video_picture picture;
struct video_mmap mmap;
struct video_mbuf mbuf;
unsigned char *map;//用于指向图像数据的指针
int frame_current;
int frame_using[VIDEO_MAXFRAME];//这两个变量用于双缓冲在后面介绍。
};
typedef struct _v4l_struct v4l_device;
//上面的定义的结构体,有的文中章有定义channel的变量,但对于摄像头来说设置这个变量意义不大通常只有一个channel,本文不是为了写出一个大而全且成熟的函数库,只是为了介绍如何使用v4l,再加上本人水平也有限,能够给读者一个路线我就很知足了,所以并没有设置这个变量同时与channel相关的函数也没有给出。

extern int v4l_open(char *, v4l_device *);
extern int v4l_close(v4l_device *);
extern int v4l_get_capability(v4l_device *);
extern int v4l_get_picture(v4l_device *);
extern int v4l_get_mbuf(v4l_device *);
extern int v4l_set_picture(v4l_device *, int, int, int, int, int,);
extern int v4l_grab_picture(v4l_device *, unsigned int);
extern int v4l_mmap_init(v4l_device *);
extern int v4l_grab_init(v4l_device *, int, int);
extern int v4l_grab_frame(v4l_device *, int);
extern int v4l_grab_sync(v4l_device *);
上述函数会在下文中逐渐完成,功能也会逐渐介绍,虽然现在看起来没什么感觉只能从函数名上依稀体会它的功能,或许看起来很烦,不过看完下文就会好了。
前面已经说过使用v4l视频编程的流程和对文件操作并没有什么本质的不同,大概的流程如下:
1.打开视频设备(通常是/dev/video0)
2.获得设备信息。
3.根据需要更改设备的相关设置。
4.获得采集到的图像数据(在这里v4l提供了两种方式,直接通过打开的设备读取数据,使用mmap内存映射的方式获取数据)。
5.对采集到的数据进行操作(如显示到屏幕,图像处理,存储成图片文件)。
6.关闭视频设备。
知道了流程之后,我们就需要根据流程完成相应的函数。

那么我们首先完成第1步打开视频设备,需要完成int v4l_open(char *, v4l_device *);
具体的函数如下
#define DEFAULT_DEVICE “/dev/video0”
int v4l_open(char *dev , v4l_device *vd)
{
if(!dev)dev= DEFAULT_DEVICE;
if((vd-fd=open(dev,O_RDWR))<0){perror(“v4l_open:”);return -1;}
if(v4l_get_capability(vd))return -1;
if(v4l_get_picture(vd))return -1;//这两个函数就是即将要完成的获取设备信息的函数
return 0
}
同样对于第6步也十分简单,就是int v4l_close(v4l_device *);的作用。
函数如下:
int v4l_close(v4l_device *vd)
{close(vd->fd);return 0;}
现在我们完成第2步中获得设备信息的任务,下面先给出函数在对函数作出相应的说明。
int v4l_get_capability(v4l_device *vd)
{
if (ioctl(vd->fd, VIDIOCGCAP, &(vd->capability)) < 0) {
perror("v4l_get_capability:");
return -1;
}
return 0;
}
int v4l_get_picture(v4l_device *vd)
{
if (ioctl(vd->fd, VIDIOCGPICT, &(vd->picture)) < 0) {
perror("v4l_get_picture:");
return -1;
}
return 0;
}
对于以上两个函数我们不熟悉的地方可有vd->capability和vd->picture两个结构体,和这两个函数中最主要的语句ioctl。对于ioctl的行为它是由驱动程序提供和定义的,在这里当然是由v4l所定义的,其中宏VIDIOCGCAP和VIDIOCGPICT的分别表示获得视频设备的capability和picture。对于其他的宏功能定义可以在你的Linux系统中的/usr/include/linux/videodev.h中找到,这个头文件也包含了capability和picture的定义。例如:
struct video_capability
{
char name[32];
int type;
int channels;
int audios;
int maxwidth;
int maxheight;
int minwidth;
int minheight;
};capability结构它包括了视频设备的名称,频道数,音频设备数,支持的最大最小宽度和高度等信息。
struct video_picture
{
__u16 brightness;
__u16 hue;
__u16 colour;
__u16 contrast;
__u16 whiteness;
__u16 depth;
__u16 palette;
}picture结构包括了亮度,对比度,色深,调色板等等信息。头文件里还列出了palette相关的值,这里并没有给出。
了解了以上也就了解了这两个简单函数的作用,现在我们已经获取到了相关视频设备的capabilty和picture属性。
这里直接给出另外一个函数
int v4l_get_mbuf(v4l_device *vd)
{
if (ioctl(vd->fd, VIDIOCGMBUF ,&(vd->mbuf)) < 0) {
perror("v4l_get_mbuf:");
return -1;
}
return 0;
}
int v4l_get_mbuf(v4l_device *vd)
{
if (ioctl(vd->fd, VIDIOCGMBUF ,&(vd->mbuf)) < 0) {
perror("v4l_get_mbuf:");
return -1;
}
return 0;
}
对于结构体video_mbuf在v4l中的定义如下,video_mbuf结构体是为了服务使用mmap内存映射来获取图像的方法而设置的结构体,通过这个结构体可以获得摄像头设备存储图像的内存大小。具体的定义如下,各变量的使用也会在下文详细说明。
struct video_mbuf
{
int size; 可映射的摄像头内存大小
int frames; 摄像头可同时存储的帧数
int offsets[VIDEO_MAX_FRAME];每一帧图像的偏移量
};
下面完成第3步按照需要更改设备的相应设置,事实上可以更改的设置很多,本文以更改picture属性为例说明更改属性的一般方法。
那么我们就完成extern int v4l_set_picture(v4l_device *, int, int, int, int, int,);这个函数吧
int v4l_set_picture(v4l_device *vd,int br,int hue,int col,int cont,int white)
{
if(br) vd->picture.brightnesss=br;
if(hue) vd->picture.hue=hue;
if(col) vd->picture.color=col;
if(cont) vd->picture.contrast=cont;
if(white) vd->picture.whiteness=white;
if(ioctl(vd->fd,VIDIOCSPICT,&(vd->picture))<0)
{perror("v4l_set_picture: ");return -1;}
return 0;
}
int v4l_get_mbuf(v4l_device *vd)
{
if (ioctl(vd->fd, VIDIOCGMBUF ,&(vd->mbuf)) < 0) {
perror("v4l_get_mbuf:");
return -1;
}
return 0;
}
对于结构体video_mbuf在v4l中的定义如下,video_mbuf结构体是为了服务使用mmap内存映射来获取图像的方法而设置的结构体,通过这个结构体可以获得摄像头设备存储图像的内存大小。具体的定义如下,各变量的使用也会在下文详细说明。
struct video_mbuf
{
int size; 可映射的摄像头内存大小
int frames; 摄像头可同时存储的帧数
int offsets[VIDEO_MAX_FRAME];每一帧图像的偏移量
};
下面完成第3步按照需要更改设备的相应设置,事实上可以更改的设置很多,本文以更改picture属性为例说明更改属性的一般方法。
那么我们就完成extern int v4l_set_picture(v4l_device *, int, int, int, int, int,);这个函数吧
int v4l_set_picture(v4l_device *vd,int br,int hue,int col,int cont,int white)
{
if(br) vd->picture.brightnesss=br;
if(hue) vd->picture.hue=hue;
if(col) vd->picture.color=col;
if(cont) vd->picture.contrast=cont;
if(white) vd->picture.whiteness=white;
if(ioctl(vd->fd,VIDIOCSPICT,&(vd->picture))<0)
{perror("v4l_set_picture: ");return -1;}
return 0;
}
上述函数就是更改picture相关属性的例子,其核心还是v4l给我们提供的ioctl的相关调用,通过这个函数可以修改如亮度,对比度等相关的值。

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