青岛网站制作公司哪家正规,中式风格装修效果图,唐山建设工程造价信息网站,开发软件的网站Video4linux#xff08;简称V4L),是linux中关于视频设备的内核驱动,现在已有Video4linux2#xff0c;还未加入linux内核#xff0c;使用需自己下载补丁。在Linux中#xff0c;视频设备是设备文件#xff0c;可以像访问普通文件一样对其进行读写#xff0c;摄像头在/dev/v…Video4linux简称V4L),是linux中关于视频设备的内核驱动,现在已有Video4linux2还未加入linux内核使用需自己下载补丁。在Linux中视频设备是设备文件可以像访问普通文件一样对其进行读写摄像头在/dev/video0下。 2.Video4linux下视频编程的流程 1打开视频设备 2 读取设备信息 3更改设备当前设置没必要的话可以不做 4进行视频采集两种方法: a.内存映射 b.直接从设备读取 5对采集的视频进行处理 6关闭视频设备。
为程序定义的数据结构 typedef struct v4l_struct { int fd; struct video_capability capability; struct video_channel channel[4]; struct video_picture picture; struct video_window window; struct video_capture capture; struct video_buffer buffer; struct video_mmap mmap; struct video_mbuf mbuf; unsigned char *map; int frame; int framestat[2]; }vd; 3.Video4linux支持的数据结构及其用途 1 video_capability 包含设备的基本信息设备名称、支持的最大最小分辨率、信号源信息等,包含的分量 •name[32] //设备名称 •maxwidth ,maxheight,minwidth,minheight •Channels //信号源个数 •type //是否能capture彩色还是黑白是否能裁剪等等。值如VID_TYPE_CAPTURE等 • 2video_picture 设备采集的图象的各种属性 •brightness 0~65535 •hue •colour •contrast •whiteness •depth // 24 •palette //VIDEO_PALETTE_RGB24
3video_channel 关于各个信号源的属性 Channel //信号源的编号 name tuners Type VIDEO_TYPE_TV | IDEO_TYPE_CAMERA Norm制式
4video_window //包含关于capture area的信息 xx windows 中的坐标. y x windows 中的坐标. width The width of the image capture. height The height of the image capture. chromakey A host order RGB32 value for the chroma key. flags Additional capture flags. clips A list of clipping rectangles. (Set only) clipcount The number of clipping rectangles. (Set only) 5video_mbuf //利用mmap进行映射的帧的信息 size //每帧大小 Frames //最多支持的帧数 Offsets //每帧相对基址的偏移 6video_buffer 最底层对buffer的描述 void *baseBase physical address of the buffer int heightHeight of the frame buffer int widthWidth of the frame buffer int depthDepth of the frame buffer int bytesperlineNumber of bytes of memory between the start of two adjacent lines 实际显示的部分一般比它描述的部分小 7video_mmap //用于mmap
4.关键步骤介绍 1打开视频 Open”/dev/video0”vdàfd); 关闭视频设备用close”/dev/video0”vdàfd); 2读video_capability 中信息 ioctl(vd-fd, VIDIOCGCAP, (vd-capability)) 成功后可读取vd-capability各分量 eg. 3读video_picture中信息 ioctl(vd-fd, VIDIOCGPICT, (vd-picture)) 4改变video_picture中分量的值 可以不做的 先为分量赋新值再调用VIDIOCSPICT Eg. •vd-picture.colour 65535; •if(ioctl(vd-fd, VIDIOCSPICT, (vd-picture)) 0) •{ •perror(VIDIOCSPICT); •return -1; •} 5初始化channel 可以不做的 •必须先做得到vd-capability中的信息 •for (i 0; i vd-capability.channels; i) • { • vd-channel[i].channel i; • if (ioctl(vd-fd, VIDIOCGCHAN, (vd-channel[i])) 0) • { • perror(v4l_get_channel:); • return -1; • } • }
重点截取图象的两种方法 1,用mmap内存映射方式截取视频 •mmap( )系统调用使得进程之间通过映射同一个普通文件实现共享内存。普通文件被映射到进程地址空间后进程可以向访问普通内存一样对文件进行访问不必再调用read()write等操作。 •两个不同进程A、B共享内存的意思是同一块物理内存被映射到进程A、B各自的进程地址空间。进程A可以即时看到进程B对共享内存中数据的更新反之亦然 •采用共享内存通信的一个显而易见的好处是效率高因为进程可以直接读写内存而不需要任何数据的拷贝 1设置picture的属性 2 初始化video_mbuf以得到所映射的buffer的信息 ioctl(vd-fd, VIDIOCGMBUF, (vd-mbuf)) 3可以修改video_mmap和帧状态的当前设置 • Eg. vd-mmap.format VIDEO_PALETTE_RGB24 • vd-framestat[0] vd-framestat[1] 0; vd-frame 0; 4将mmap与video_mbuf绑定 •void* mmap ( void * addr , size_t len , int prot , int flags , int fd , off_t offset ) •len //映射到调用进程地址空间的字节数它从被映射文件开头offset个字节开始算起 •Prot //指定共享内存的访问权限 PROT_READ可读, PROT_WRITE 可写, PROT_EXEC 可执行 •flags // MAP_SHARED MAP_PRIVATE中必选一个 // MAP_ FIXED不推荐使用addr //共内存享的起始地址一般设0表示由系统分配 •Mmap( ) 返回值是系统实际分配的起始地址 •if((vd-map (unsigned char*)mmap(0, vd-mbuf.size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, vd-fd, 0)) 0) •{ •perror(v4l_mmap mmap:); •return -1; •} 5Mmap方式下真正做视频截取的 VIDIOCMCAPTURE ioctl(vd-fd, VIDIOCMCAPTURE, (vd-mmap)) ; •若调用成功开始一帧的截取是非阻塞的 •是否截取完毕留给VIDIOCSYNC来判断 6调用VIDIOCSYNC等待一帧截取结束 •if(ioctl(vd-fd, VIDIOCSYNC, frame) 0) •{ •perror(v4l_sync:VIDIOCSYNC); •return -1; •} 若成功表明一帧截取已完成。可以开始做下一次 VIDIOCMCAPTURE •frame是当前截取的帧的序号。
****关于双缓冲 •video_bmuf bmuf.frames 2; •一帧被处理时可以采集另一帧 •int frame; //当前采集的是哪一帧 •int framestat[2]; //帧的状态 没开始采集|等待采集结束 •帧的地址由vd-map vd-mbuf.offsets[vd-frame]得到 •采集工作结束后调用munmap取消绑定 •munmap(vd-map, vd-mbuf.size)
2,视频截取的第二种方法直接读设备 关于缓冲大小图象等的属性须由使用者事先设置 •调用read •int read (要访问的文件描述符指向要读写的信息的指针应该读写的字符数); •返回值为实际读写的字符数 •int len ; •unsigned char *vd-map (unsigned char *) malloc(vdàcapability.maxwidth*vdàcapability.maxheight ); •len read(vdàfd,vdà vd-map, • vdàcapability.maxwidth*vdàcapability.maxheight*3 ); 一.什么是video4linux Video4linux2简称V4L2),是linux中关于视频设备的内核驱动。在Linux中视频设备是设备文件可以像访问普通文件一样对其进行读写摄像头在/dev/video0下。
二、一般操作流程视频设备 1. 打开设备文件。 int fdopen(”/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 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 4. 设置视频的制式和帧格式制式包括PALNTSC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 5. 向驱动申请帧缓冲一般不超过5个。struct v4l2_requestbuffers 6. 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。mmap 7. 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 8. 开始视频的采集。VIDIOC_STREAMON 9. 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 10. 将缓冲重新入队列尾,这样可以循环采集。VIDIOC_QBUF 11. 停止视频的采集。VIDIOC_STREAMOFF 12. 关闭视频设备。close(fd); 三、常用的结构体(参见/usr/include/linux/videodev2.h)
struct v4l2_requestbuffers reqbufs;//向驱动申请帧缓冲的请求里面包含申请的个数 struct v4l2_capability cap;//这个设备的功能比如是否是视频输入设备 struct v4l2_input input; //视频输入 struct v4l2_standard std;//视频的制式比如PALNTSC struct v4l2_format fmt;//帧的格式比如宽度高度等
struct v4l2_buffer buf;//代表驱动中的一帧 v4l2_std_id stdid;//视频制式例如V4L2_STD_PAL_B struct v4l2_queryctrl query;//查询的控制 struct v4l2_control control;//具体控制的值
下面具体说明开发流程网上找的啦也在学习么 打开视频设备
在V4L2中视频设备被看做一个文件。使用open函数打开这个设备
//用非阻塞模式打开摄像头设备
intcameraFd;
cameraFd open(“/dev/video0″,O_RDWR | O_NONBLOCK, 0);
//如果用阻塞模式打开摄像头设备上述代码变为
//cameraFd open(”/dev/video0″, O_RDWR, 0);
关于阻塞模式和非阻塞模式
应用程序能够使用阻塞模式或非阻塞模式打开视频设备如果使用非阻塞模式调用视频设备即使尚未捕获到信息驱动依旧会把缓存DQBUFF里的东西返回给应用程序。
设定属性及采集方式
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
extern intioctl (int __fd,unsigned long int __request, …)__THROW;
__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把数据从缓存中读取出来VIDIOC_DQBUF把数据放回缓存队列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。
检查当前视频设备支持的标准
在亚洲一般使用PAL720X576制式的摄像头而欧洲一般使用NTSC720X480使用VIDIOC_QUERYSTD来检测
v4l2_std_id std;
do{
ret ioctl(fd,VIDIOC_QUERYSTD, std);
} while (ret -1 errno EAGAIN);
switch(std) {
caseV4L2_STD_NTSC:
//……
caseV4L2_STD_PAL:
//……
}
设置视频捕获格式
当检测完视频设备支持的标准后还需要设定视频捕获格式
structv4l2_format fmt;
memset( fmt, 0, sizeof(fmt) );
fmt.type V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
fmt.fmt.pix.width 720;
fmt.fmt.pix.height 576;
fmt.fmt.pix.pixelformat V4L2_PIX_FMT_YUYV;
fmt.fmt.pix.field V4L2_FIELD_INTERLACED;
if(ioctl(fd,VIDIOC_S_FMT, fmt) -1) {
return-1;
}
v4l2_format结构体定义如下
structv4l2_format
{
enumv4l2_buf_type type; // 数据流类型必须永远是//V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE
union
{
structv4l2_pix_format pix;
structv4l2_window win;
structv4l2_vbi_format vbi;
__u8 raw_data[200];
} fmt;
};
structv4l2_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//YUV422还是RGB
enumv4l2_field field;
__u32 bytesperline;
__u32 sizeimage;
enumv4l2_colorspace colorspace;
__u32 priv;
}; 前言目前正在忙于ARM平台的Linux应用程序的开发其实是刚刚起步学习啦。底层的东西不用考虑了开发板子提供了NAND Bootloader和Linux 2.6的源码而且都编译好了。自己编译的bootloader可以用但是Linux编译后文件很大暂且就用人家编译的系统先专心写应用程序 吧。。
正文要做的任务是把一块板子上的摄像头采集的图像和声卡采集的声音貌似很啰嗦哈通过TCP/IP协议传输到另一块板子上。第一步先把视频获取并且在本地LCD上显示。看了板子提供的文档视频传输需要用V4L2的API。
一.什么是video4linux Video4linux2简称V4L2),是linux中关于视频设备的内核驱动。在Linux中视频设备是设备文件可以像访问普通文件一样对其进行读写摄像头在/dev/video0下。
二、一般操作流程视频设备 1. 打开设备文件。 int fdopen(”/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 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 4. 设置视频的制式和帧格式制式包括PALNTSC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 5. 向驱动申请帧缓冲一般不超过5个。struct v4l2_requestbuffers 6. 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。mmap 7. 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 8. 开始视频的采集。VIDIOC_STREAMON 9. 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 10. 将缓冲重新入队列尾,这样可以循环采集。VIDIOC_QBUF 11. 停止视频的采集。VIDIOC_STREAMOFF 12. 关闭视频设备。close(fd);
三、常用的结构体(参见/usr/include/linux/videodev2.h)
struct v4l2_requestbuffers reqbufs; //向驱动申请帧缓冲的请求里面包含申请的个数 struct v4l2_capability cap; //这个设备的功能比如是否是视频输入设备 struct v4l2_input input; //视频输入 struct v4l2_standard std; //视频的制式比如PALNTSC struct v4l2_format fmt; //帧的格式比如宽度高度等
struct v4l2_buffer buf; //代表驱动中的一帧 v4l2_std_id stdid; //视频制式例如V4L2_STD_PAL_B struct v4l2_queryctrl query; //查询的控制 struct v4l2_control control; //具体控制的值
下面具体说明开发流程网上找的啦也在学习么 打开视频设备
在V4L2中视频设备被看做一个文件。使用open函数打开这个设备
// 用非阻塞模式打开摄像头设备
int cameraFd;
cameraFd open(“/dev/video0″, O_RDWR | O_NONBLOCK, 0);
// 如果用阻塞模式打开摄像头设备上述代码变为
//cameraFd open(”/dev/video0″, O_RDWR, 0);
关于阻塞模式和非阻塞模式
应用程序能够使用阻塞模式或非阻塞模式打开视频设备如果使用非阻塞模式调用视频设备即使尚未捕获到信息驱动依旧会把缓存DQBUFF里的东西返回给应用程序。
设定属性及采集方式
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
extern int ioctl (int __fd, unsigned long int __request, …) __THROW;
__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把数据从缓存中读取出来 VIDIOC_DQBUF把数据放回缓存队列 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。
检查当前视频设备支持的标准
在亚洲一般使用PAL720X576制式的摄像头而欧洲一般使用NTSC720X480使用VIDIOC_QUERYSTD来检测
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:
//……
}
设置视频捕获格式
当检测完视频设备支持的标准后还需要设定视频捕获格式
struct v4l2_format fmt;
memset ( fmt, 0, sizeof(fmt) );
fmt.type V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
fmt.fmt.pix.width 720;
fmt.fmt.pix.height 576;
fmt.fmt.pix.pixelformat V4L2_PIX_FMT_YUYV;
fmt.fmt.pix.field V4L2_FIELD_INTERLACED;
if (ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, fmt) -1) {
return -1;
}
v4l2_format结构体定义如下
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//YUV422还是RGB
enum v4l2_field field;
__u32 bytesperline;
__u32 sizeimage;
enum v4l2_colorspace colorspace;
__u32 priv;
}; 分配内存 接下来可以为视频捕获分配内存 struct v4l2_requestbuffers req; if (ioctl(fd, VIDIOC_REQBUFS, req) -1) { return -1; } v4l2_requestbuffers定义如下 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[2]; }; 获取并记录缓存的物理空间 使用VIDIOC_REQBUFS我们获取了req.count个缓存下一步通过调用VIDIOC_QUERYBUF命令来获取这些缓存的地址然后使用mmap函数转换成应用程序中的绝对地址最后把这段缓存放入缓存队列 typedef struct VideoBuffer { void *start; size_t length; } VideoBuffer; VideoBuffer* buffers calloc( req.count, sizeof(*buffers) ); //这里的 buffers可以理解为一个结构体数组用来存放视频帧一共req.count个 struct v4l2_buffer buf; //这里的buf只有一个它相当于内核与用户空间传递数据的一个中介会被循环利用取出、放入、取出、放入…… 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; //这里要标记索引 // 读取缓存buf取出循环利用 if (ioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, buf) -1) { return -1; } buffers[numBufs].length buf.length; // 转换成相对地址 buffers[numBufs].start mmap(NULL, buf.length, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, buf.m.offset); if (buffers[numBufs].start MAP_FAILED) { return -1; } // 放入缓存队列buf放入循环利用 if (ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, buf) -1) { return -1; } } 关于视频采集方式 操作系统一般把系统使用的内存划分成用户空间和内核空间分别由应用程序管理和操作系统管理。应用程序可以直接访问内存的地址而内核空间存放的是 供内核访问的代码和数据用户不能直接访问。v4l2捕获的数据最初是存放在内核空间的这意味着用户不能直接访问该段内存必须通过某些手段来转换地 址。 一共有三种视频采集方式使用read、write方式内存映射方式和用户指针模式。 read、write方式:在用户空间和内核空间不断拷贝数据占用了大量用户内存空间效率不高。 内存映射方式把设备里的内存映射到应用程序中的内存控件直接处理设备内存这是一种有效的方式。上面的mmap函数就是使用这种方式。 用户指针模式内存片段由应用程序自己分配。这点需要在v4l2_requestbuffers里将memory字段设置成V4L2_MEMORY_USERPTR。 处理采集数据 V4L2有一个数据缓存存放req.count数量的缓存数据。数据缓存采用FIFO的方式当应用程序调用缓存数据时缓存队列将最先采集到的 视频数据缓存送出并重新采集一张视频数据。这个过程需要用到两个ioctl命令,VIDIOC_DQBUF和VIDIOC_QBUF struct v4l2_buffer buf; memset(buf,0,sizeof(buf)); buf.typeV4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; buf.memoryV4L2_MEMORY_MMAP; buf.index0; //读取缓存 if (ioctl(cameraFd, VIDIOC_DQBUF, buf) -1) { return -1; } //…………视频处理算法 //重新放入缓存队列 if (ioctl(cameraFd, VIDIOC_QBUF, buf) -1) { return -1; } 关闭视频设备 使用close函数关闭一个视频设备 close(cameraFd) 还需要使用munmap方法。 附录标准的V4l2的API http://v4l.videotechnology.com/dwg/v4l2.pdf
