嵌入式视频采集编程思路（Video 4 Linux）-转

Posted 2020-09-02 xihong

 

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1.  linux 内核有video for linux简称V4L。V4L是Linux影像系统与嵌入式影像的基础，是Linux kernel里支持影像设备的一组APIs，配合适当的视频采集卡与视频采集卡驱动程序，V4L可以实现影像采集、AM/FM无线广播、影像CODEC、频道切换等功能。目前，V4L主要应用在影像串流系统与嵌入式影像系统里，其应用范围相当广泛，例如：远程教学、远程医疗、视频会议、视频监控、可视电话等。V4L为2层式架构，最上层为V4L驱动程序，最下层则是影像设备驱动程序。

2. 接上USB摄像头，硬件设备在linux下都是作为文件访问，所以只需在/dev/下查找，一般情况下为video0。当摄像机通过USB接口连接到视频采集终端后，在程序中调用V4L APIs对设备文件video0的读操作即可实现摄像头视频数据采集。其主要过程如下：

1) 打开设备文件：

[cpp] view plain copy

 

1. int v4l_open(char *dev, v4l_device *vd){};//打开影像源的设备文件；  

2) 初始化picture：

[cpp] view plain copy

 

1. int v4l_get_picture(v4l_device *vd){};// 获取输入的影像信息；  

3) 初始化channel：

[cpp] view plain copy

 

1. int v4l_get_channels(v4l_device *vd){};// 获取每个channel的信息；  

4) 对channel设置norm：

[cpp] view plain copy

 

1. int v4l_set_norm(v4l_device *vd, int norm){};// 对所有的channel设置norm；  

5) 设备地址映射：

[cpp] view plain copy

 

1. v4l_mmap_init(v4l_device *vd){};// 返回存放图像数据的地址；  

6) 初始化mmap缓冲区：

[cpp] view plain copy

 

1. int v4l_grab_init(v4l_device *vd, int width, int height){}；  

7) 视频捕获同步：

[cpp] view plain copy

 

1. int v4l_grab_sync(v4l_device *vd){}；  

8) 视频捕获： 

[cpp] view plain copy

 

1. int device_grab_frame(){}。  

      针对USB摄像头设备文件/dev/video0的视频采集程序流程，首先调用V4L_open()函数打开视频设备，设备文件开启成功后使用V4L_get_capability()读取设备信息，然后选择相应的视频采集方式进行视频采集并对采集的图像进行处理，最后调用V4L_close()函数关闭视频设备文件。其中的视频采集方式有两种，一种是read()直接读取方式，另外一种是mmap()内存映射方式。mmap()方式下进程之间通过映射同一个文件实现内存共享，各进程可以像访问普通内存一样对文件进行访问。此外，mmap()方式加速了I／O访问，提高了效率，故常选用内存映射方式获取视频。

       Video for Linux支持的数据结构及其用途：

       video_capability：设备的基本信息(设备名称、支持的分辨率等)；

       video_picture：采集的图像的各种属性；

      video_channel：各个信号源的属性；

      video_windows：包含采集区域的信息；

     video_mbuf：利用mmap映射的帧的信息；

     video_mmap：用于mmap方式。　　

    通过以上操作，即可将摄像机视频数据采集到内存。采集到内存的视频数据既可采用文件的形式保存，也可将其压缩后通过网络发布到Internet。