1.打開視頻設備

 

V4L2中,視頻設備被看做一個文件。使用open函數打開這個設備:

 

// 用非阻塞模式打開攝像頭設備

 

int cameraFd;

 

cameraFd = open("/dev/video0", O_RDWR | O_NONBLOCK, 0);

 

// 如果用阻塞模式打開攝像頭設備,上述代碼變為:

 

//cameraFd = open("/dev/video0", O_RDWR, 0);

 

應用程序能夠使用阻塞模式或非阻塞模式打開視頻設備,如果使用非阻塞模式調用視頻設備,即使尚未捕獲到信息,驅動依舊會把緩存(DQBUFF)裡的東西返回給應用程序。

 

 

 

2. 設定屬性及擷取方式

 

打開視頻設備後,可以設置該視頻設備的屬性,例如裁剪、縮放等。這一步是可選的。在Linux編程中,一般使用ioctl函數來對設備的I/O通道進行管理:

 

int ioctl (int __fd, unsigned long int __request, .../*args*/) ;

 

在進行V4L2開發中,常用的命令標誌符如下(some are optional)

 

VIDIOC_REQBUFS:分配記憶體

 

VIDIOC_QUERYBUF:把VIDIOC_REQBUFS中分配的數據緩存轉換成物理地址

 

VIDIOC_QUERYCAP:查詢驅動功能

 

VIDIOC_ENUM_FMT:獲取當前驅動支持的視頻格式

 

VIDIOC_S_FMT:設置當前驅動的頻捕獲格式

 

VIDIOC_G_FMT:讀取當前驅動的頻捕獲格式

 

VIDIOC_TRY_FMT:驗證當前驅動的顯示格式

 

VIDIOC_CROPCAP:查詢驅動的修剪能力

 

VIDIOC_S_CROP:設置視頻信號的邊框

 

VIDIOC_G_CROP:讀取視頻信號的邊框

 

VIDIOC_QBUF:把數據從緩存中讀取出來

 

VIDIOC_DQBUF:把數據放回緩存隊列

 

VIDIOC_STREAMON:開始視頻顯示函數

 

VIDIOC_STREAMOFF:結束視頻顯示函數

 

VIDIOC_QUERYSTD:檢查當前視頻設備支持的標準,例如PALNTSC

 

 

 

2.1檢查當前視頻設備支持的標準

 

在歐洲,一般使用PAL720X576)制式的攝像頭,而亞洲一般使用NTSC720X480),使用VIDIOC_QUERYSTD來檢測:

 

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:

 

//……

 

}

 

 

 

2.2 設置視頻捕獲格式

 

當檢測完視頻設備支持的標准後,還需要設定視頻捕獲格式,結構如下:

 

 

 

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結構如下:

 

struct v4l2_format

 

{

 

enum v4l2_buf_type type; // 數據流類型,必須永遠是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; // 寬,必須是16的倍數

 

__u32 height; // 高,必須是16的倍數

 

__u32 pixelformat; // 視頻數據存儲類型,例如是YUV422還是RGB

 

enum v4l2_field field;

 

__u32 bytesperline;

 

__u32 sizeimage;

 

enum v4l2_colorspace colorspace;

 

__u32 priv;

 

};

 

 

 

2.3 分配記憶體

 

struct v4l2_requestbuffers req;

 

if (ioctl(fd, VIDIOC_REQBUFS, &req) == -1) {

 

return -1;

 

}

 

 

 

v4l2_requestbuffers 結構如下:

 

struct v4l2_requestbuffers

 

{

 

__u32 count; // 緩存數量,也就是說在緩存隊列裡保持多少張照片

 

enum v4l2_buf_type type; // 數據流類型,必須永遠是V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE

 

enum v4l2_memory memory; // V4L2_MEMORY_MMAP V4L2_MEMORY_USERPTR

 

__u32 reserved[2];

 

};

 

 

 

2.4 獲取並記錄緩存的物理空間

 

使用VIDIOC_REQBUFS,我們獲取了req.count個緩存,下一步通過呼叫VIDIOC_QUERYBUF命令來獲取這些緩存的地址,然後使用mmap函數轉換成應用程序中的絕對地址,最後把這段緩存放入緩存隊列:

 

 

 

 

 

typedef struct VideoBuffer {

 

void *start; size_t length;

 

} VideoBuffer;VideoBuffer*

 

 

 

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

 

 

 

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;

 

 

 

// 讀取緩存

 

if (ioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf) == -1) {

 

return -1; }

 

buffers[numBufs].length = buf.length;

 

 

 

// 轉換成相對地址

 

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; }

 

 

 

// 放入緩存隊列

 

if (ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf) == -1) {

 

return -1; }

 

}

 

 

 

2.5 視頻採集方式

 

操作系統一般把系統使用的記憶體劃分成用戶空間和內核空間,分別由應用程序管理和操作系統管理。應用程序可以直接訪問記憶體的地址,而內核空間存放的是供內核訪問的代碼和數據,用戶不能直接訪問。 v4l2捕獲的數據,最初是存放在內核空間的,這意味著用戶不能直接訪問該段記憶體,必須通過某些手段來轉換地址。

 

一共有三種視頻採集方式:使用readwrite方式;記憶體映射方式和用戶指針模式。

 

readwrite方式,在用戶空間和核心空間不斷拷貝數據,佔用了大量用戶記憶體空間,效率不高。

 

記憶體映射方式:把設備裡的記憶體映射到應用程序中的記憶體控件,直接處理設備記憶體,這是一種有效的方式。上面的mmap函數就是使用這種方式。

 

用戶指針模式:記憶體片段由應用程序自己分配。這點需要在v4l2_requestbuffers裡將memory字段設置成V4L2_MEMORY_USERPTR

 

 

 

2.6 處理採集數據

 

V4L2有一個數據緩存,存放req.count數量的緩存數據。數據緩存採用FIFO的方式,當應用程序呼叫緩存數據時,緩存隊列將最先採集到的視頻數據緩存送出,並重新採集一張視頻數據。這個過程需要用到兩個ioctl命令,VIDIOC_DQBUFVIDIOC_QBUF

 

 

 

 

 

struct v4l2_buffer buf;

 

memset(&buf,0,sizeof(buf));

 

buf.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

 

buf.memory=V4L2_MEMORY_MMAP;

 

buf.index=0;

 

 

 

//讀取緩存

 

if (ioctl(cameraFd, VIDIOC_DQBUF, &buf) == -1) {

 

return -1;

 

}

 

 

 

//…………視頻處理算法

 

//重新放入緩存隊列

 

if (ioctl(cameraFd, VIDIOC_QBUF, &buf) == -1) {

 

return -1;

 

}

 

 

 

3. 關閉視頻設備

 

使用close函數關閉一個視頻設備

 

close(cameraFd)如果使用mmap,最後還需要使用munmap方法。

 

 

 

本文来自: (www.91linux.com) 详细出处参考:http://www.91linux.com/html/article/program/cpp/20090224/15858_2.html

 

官網

 

http://www.thedirks.org/v4l2/

 

 

 
1. video4linux调用次序:
open("/dev/video0") -> ioctl(VIDIOC_S_INPUT) -> ioctl(VIDIOC_TRY_FMT) -> ioctl(VIDIOC_S_FMT) -> ioctl(VIDIOC_REQBUFS) -> ioctl(VIDIOC_QUERYBUF) -> mmap() -> ioctl(VIDIOC_QBUF) -> ioctl(VIDIOC_DQBUF) -> ...(queue and deque continue)
 
2. ioctl(VIDIOC_TRY_FMT)一定不可少,否则后面的VIDIOC_REQBUFS返回的buffer.m.offset和buffer.length都为0,倒置mmap失败
 
3. map的buffer数目需要为3。若为2,则会导致kernel crash。这大概是驱动的bug。

    全站熱搜

    立你斯 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()