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Linux之V4L2基础编程

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1. 定义
V4L2(Video For Linux Two) 是内核提供给应用程序访问音、视频驱动的统一接口。
2. 工作流程:
打开设备-> 检查和设置设备属性-> 设置帧格式-> 设置一种输入输出方法(缓冲 区管理)-> 循环获取数据-> 关闭设备。
3. 设备的打开和关闭:#include <fcntl.h>int open(const char *device_name, int flags);#include <unistd.h>int clo se(int fd);
例:
int fd=open(“/dev/video0”,O_RDWR); // 打开设备close(fd); // 关闭设备
注意:V4L2 的相关定义包含在头文件<linux/videodev2.h> 中.
4. 查询设备属性: VIDIOC_QUERYCAP
相关函数:
int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_capability *argp);
相关结构体:
按 Ctrl+C 复制代码按 Ctrl+C 复制代码
capabilities 常用值:
V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE // 是否支持图像获取
例:显示设备信息
struct v4l2_capability cap;ioctl(fd,VIDIOC_QUERYCAP,&cap);printf(“Driver Name:%s\nCard Name:%s\nBus info:%s\nDriver Version:%u.%u.%u\n”,cap.driver,cap.card,cap.bus_info,(cap.version>>16)&0XFF, (cap.version>>8)&0XFF,cap.version&0XFF);5. 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。
相关函数:
int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_fmtdesc *argp);int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_format *argp);
相关结构体:
v4l2_cropcap 结构体用来设置摄像头的捕捉能力,在捕捉上视频时应先先设置
v4l2_cropcap 的 type 域,再通过 VIDIO_CROPCAP 操作命令获取设备捕捉能力的参数,保存于 v4l2_cropcap 结构体中,包括 bounds(最大捕捉方框的左上角坐标和宽高),defrect
(默认捕捉方框的左上角坐标和宽高)等。
v4l2_format 结构体用来设置摄像头的视频制式、帧格式等,在设置这个参数时应先填 好 v4l2_format 的各个域,如 type(传输流类型),fmt.pix.width(宽),
fmt.pix.heigth(高),fmt.pix.field(采样区域,如隔行采样),fmt.pix.pixelformat(采
样类型,如 YUV4:2:2),然后通过 VIDIO_S_FMT 操作命令设置视频捕捉格式。如下图所示:

5.1 查询并显示所有支持的格式:VIDIOC_ENUM_FMT
相关函数:
int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_fmtdesc *argp);
相关结构体:
按 Ctrl+C 复制代码按 Ctrl+C 复制代码
例:显示所有支持的格式
struct v4l2_fmtdesc fmtdesc; fmtdesc.index=0; fmtdesc.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; printf("Support format:\n");while(ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &fmtdesc) != -1){printf("\t%d.%s\n",fmtdesc.index+1,fmtdesc.description);fmtdesc.index++;}5.2 查看或设置当前格式: VIDIOC_G_FMT, VIDIOC_S_FMT
检查是否支持某种格式:VIDIOC_TRY_FMT
相关函数:
int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_format *argp);
相关结构体:
按 Ctrl+C 复制代码按 Ctrl+C 复制代码
例:显示当前帧的相关信息
struct v4l2_format fmt; fmt.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; ioctl(fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt);printf(“Current data format information:\n\twidth:%d\n\theight:%d\n”,fmt.fmt.pix.width,fmt.fmt.pix.height);struct v4l2_fmtdesc fmtdesc; fmtdesc.index=0; fmtdesc.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; while(ioctl(fd,VIDIOC_ENUM_FMT,&fmtdesc)!=-1){if(fmtdesc.pixelformat & fmt.fmt.pix.pixelformat){printf(“\tformat:%s\n”,fmtdesc.description);break;}fmtdesc.index++;}
例:检查是否支持某种帧格式
struct v4l2_format fmt; fmt.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; fmt.fmt.pix.pixelformat=V4L2_PIX_FMT_RGB32; if(ioctl(fd,VIDIOC_TRY_FMT,&fmt)==-1) if(errno==EINVAL)printf(“not support format RGB32!\n”);6. 图像的缩放 VIDIOC_CROPCAP
相关函数:
int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_cropcap *argp);int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_crop *argp);int ioctl(int fd, int request, const struct v4l2_crop *argp);
相关结构体:
Cropping 和 scaling 主要指的是图像的取景范围及图片的比例缩放的支持。Crop 就 是把得到的数据作一定的裁剪和伸缩,裁剪可以只取样我们可以得到的图像大小的一部分, 剪裁的主要参数是位置、长度、宽度。而 scale 的设置是通过 VIDIOC_G_FMT 和 VIDIOC_S_FMT 来获得和设置当前的 image 的长度,宽度来实现的。看下图

我们可以假设 bounds 是 sensor 最大能捕捉到的图像范围,而 defrect 是设备默认 的最大取样范围,这个可以通过 VIDIOC_CROPCAP 的 ioctl 来获得设备的 crap 相关的属 性 v4l2_cropcap,其中的 bounds 就是这个 bounds,其实就是上限。每个设备都有个默 认的取样范围,就是 defrect,就是 default rect 的意思,它比 bounds 要小一些。这 个范围也是通过 VIDIOC_CROPCAP 的 ioctl 来获得的 v4l2_cropcap 结构中的 defrect 来表示的,我们可以通过 VIDIOC_G_CROP 和 VIDIOC_S_CROP 来获取和设置设备当前的 crop 设置。
6.1 设置设备捕捉能力的参数
相关函数:
int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_cropcap *argp);
相关结构体:
按 Ctrl+C 复制代码按 Ctrl+C 复制代码6.2 设置窗口取景参数 VIDIOC_G_CROP 和 VIDIOC_S_CROP


IP属地:安徽1楼2016-05-10 21:48回复
    10.2 在开始之前,还应当把缓冲帧放入缓冲队列:
    VIDIOC_QBUF// 把帧放入队列
    VIDIOC_DQBUF// 从队列中取出帧
    int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_buffer *argp);
    例:把四个缓冲帧放入队列,并启动数据流
    unsigned int i;enum v4l2_buf_type type;for (i = 0; i < 4; ++i) // 将缓冲帧放入队列{struct v4l2_buffer buf; buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP; buf.index = i; ioctl (fd, VIDIOC_QBUF, &buf); } type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; ioctl (fd, VIDIOC_STREAMON, &type);// 这有个问题,这些buf 看起来和前面申请的buf 没什么关系,为什么呢?
    例:获取一帧并处理
    struct v4l2_buffer buf; CLEAR (buf); buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP; ioctl (fd, VIDIOC_DQBUF, &buf); // 从缓冲区取出一个缓冲帧process_image (buffers[buf.index.]start); //ioctl (fdVIDIOC_QBUF&buf); //


    IP属地:安徽4楼2016-05-10 21:52
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