Linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)【第七章】攝像頭V4L2編程應(yīng)用開(kāi)發(fā)
文章目錄
7 攝像頭V4L2編程應(yīng)用開(kāi)發(fā)
7.1 V4L2簡(jiǎn)介
7.2 V4L2視頻采集原理
7.3 V4L2程序?qū)崿F(xiàn)流程
7.4 V4L2程序?qū)嵗?/p>
7.4.1 打開(kāi)設(shè)備
7.4.2 查詢?cè)O(shè)備屬性
7.4.3 顯示所有支持的格式
7.4.4 設(shè)置圖像幀格式
7.4.5 申請(qǐng)緩沖區(qū)
7.4.6 將申請(qǐng)的緩沖幀從內(nèi)核空間映射到用戶空間
7.4.7 將申請(qǐng)的緩沖幀放入隊(duì)列，并啟動(dòng)數(shù)據(jù)流
7.4.8 啟動(dòng)捕捉圖像數(shù)據(jù)
7.4.9 出列采集的幀緩沖，并處理圖像數(shù)據(jù)，然后再將數(shù)據(jù)幀入列
7.4.10 停止捕捉圖像數(shù)據(jù)
7 攝像頭V4L2編程應(yīng)用開(kāi)發(fā)
7.1 V4L2簡(jiǎn)介
? Video for Linux two(Video4Linux2)簡(jiǎn)稱V4L2，是V4L的改進(jìn)版。V4L2是linux操作系統(tǒng)下一套用于采集圖片、視頻和音頻數(shù)據(jù)的通用API接口，配合適當(dāng)?shù)囊曨l采集設(shè)備和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，可以實(shí)現(xiàn)圖片、視頻、音頻等的采集。V4L2像一個(gè)優(yōu)秀的快遞員，將視頻采集設(shè)備的圖像數(shù)據(jù)安全、高效的傳遞給不同需求的用戶。
? 在Linux中，一切皆文件，所有外設(shè)都被看成一種特殊的文件，稱為“設(shè)備文件”。視頻設(shè)備也不例外，也可以可以看成是設(shè)備文件，可以像訪問(wèn)普通文件一樣對(duì)其進(jìn)行讀寫。V4L2驅(qū)動(dòng)的攝像頭的設(shè)備文件一般是/dev/videoX（X為任意數(shù)字，要與自己的設(shè)備相對(duì)應(yīng)）。
? V4L2支持三種方式來(lái)采集圖像：內(nèi)存映射方式(mmap)、直接讀取方式(read)和用戶指針。內(nèi)存映射的方式采集速度較快，一般用于連續(xù)視頻數(shù)據(jù)的采集，實(shí)際工作中的應(yīng)用概率更高；直接讀取的方式相對(duì)速度慢一些，所以常用于靜態(tài)圖片數(shù)據(jù)的采集；用戶指針使用較少，如有興趣可自行研究。由于內(nèi)存映射方式的應(yīng)用更廣泛，所以本文重點(diǎn)討論內(nèi)存映射方式的視頻采集。
7.2 V4L2視頻采集原理
? 在通過(guò)V4L2采集圖像之前，我們需要做的很多，但是很重要的一步是分配幀緩沖區(qū)，并將分配的幀緩沖區(qū)從內(nèi)核空間映射到用戶空間，然后將申請(qǐng)到的幀緩沖區(qū)在視頻采集輸入隊(duì)列排隊(duì)，剩下的就是等待視頻數(shù)據(jù)的到來(lái)。但是，萬(wàn)一視頻數(shù)據(jù)真的來(lái)了是怎么個(gè)流動(dòng)過(guò)程呢？這個(gè)我們有必要了解一下。
? 當(dāng)啟動(dòng)視頻采集后，驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)始采集一幀圖像數(shù)據(jù)，會(huì)把采集的圖像數(shù)據(jù)放入視頻采集輸入隊(duì)列的第一個(gè)幀緩沖區(qū)，一陣圖像數(shù)據(jù)就算采集完成了。第一個(gè)幀緩沖區(qū)存滿一幀圖像數(shù)據(jù)后，驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒃搸彌_區(qū)移至視頻采集輸出隊(duì)列，等待應(yīng)用程序從輸出隊(duì)列取出，應(yīng)用程序取出圖像數(shù)據(jù)可以對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理或存儲(chǔ)操作，然后將幀該緩沖區(qū)放入視頻采集輸入隊(duì)列的尾部。驅(qū)動(dòng)程序接下來(lái)采集下一幀數(shù)據(jù)，放入第二個(gè)緩沖區(qū)，同樣的幀緩沖區(qū)存滿一幀數(shù)據(jù)后，驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒃摼彌_區(qū)移至視頻采集輸出隊(duì)列，應(yīng)用程序?qū)⒃搸彌_區(qū)的圖像數(shù)據(jù)取出后又將該幀緩沖區(qū)放入視頻輸入隊(duì)列尾部，這樣循環(huán)往復(fù)就實(shí)現(xiàn)了循環(huán)采集。流程如下圖所示：
? 為了更好的理解這個(gè)過(guò)程，我們可以把“應(yīng)用程序處理數(shù)據(jù)”比喻成“西瓜加工商加工西瓜”，“V4L2驅(qū)動(dòng)程序采集數(shù)據(jù)”比喻成“西瓜采集員采集西瓜”，事先“西瓜加工商”會(huì)給“西瓜采集員”準(zhǔn)備幾個(gè)空籃子，然后“西瓜采集員”守著幾個(gè)空籃子等待“瓜農(nóng)”（圖像采集設(shè)備，例如：攝像頭）將空籃子裝滿，當(dāng)“空籃子1”被“瓜農(nóng)”裝滿以后，“西瓜采集員”會(huì)將裝滿西瓜的籃子放到“西瓜加工隊(duì)列”等待“西瓜加工商”取走加工，當(dāng)“西瓜加工商”取走裝滿西瓜的籃子中的西瓜的時(shí)候，“西瓜加工商”會(huì)將空籃子放回到事先給“西瓜采集員”準(zhǔn)備好的西瓜采集隊(duì)列的尾部。當(dāng)“瓜農(nóng)”裝滿下一個(gè)空籃子的時(shí)候，“西瓜采集員”同樣的將裝滿西瓜的籃子放到“西瓜加工隊(duì)列”等待“西瓜加工商”取走加工。這樣，整個(gè)過(guò)程會(huì)持續(xù)不斷的繼續(xù)下去。
7.3 V4L2程序?qū)崿F(xiàn)流程
? 使用V4L2進(jìn)行視頻采集，一般分為5個(gè)步驟：
（1）打開(kāi)設(shè)備，進(jìn)行初始化參數(shù)設(shè)置，通過(guò)V4L2接口設(shè)置視頻圖像的采集窗口、采集的點(diǎn)陣大小和格式；
（2）申請(qǐng)圖像幀緩沖，并進(jìn)行內(nèi)存映射，將這些幀緩沖區(qū)從內(nèi)核空間映射到用戶空間，便于應(yīng)用程序讀取、處理圖像數(shù)據(jù)；
（3）將幀緩沖進(jìn)行入隊(duì)操作，啟動(dòng)視頻采集；
（4）驅(qū)動(dòng)開(kāi)始視頻數(shù)據(jù)的采集，應(yīng)用程序從視頻采集輸出隊(duì)列取出幀緩沖區(qū)，處理完后，將幀緩沖區(qū)重新放入視頻采集輸入隊(duì)列，循環(huán)往復(fù)采集連續(xù)的視頻數(shù)據(jù)；
（5）釋放資源，停止采集工作。
? 在進(jìn)行V4L2開(kāi)發(fā)中，常用的命令標(biāo)識(shí)符如下：
（1）VIDIOC_REQBUFS:分配內(nèi)存；
（2）VIDIOC_QUERYBUF:把VIDIOC_REQBUFS中分配的數(shù)據(jù)緩存轉(zhuǎn)換成物理地址；
（3）VIDIOC_QUERYCAP:查詢驅(qū)動(dòng)功能；
（4）VIDIOC_ENUM_FMT:獲取當(dāng)前驅(qū)動(dòng)支持的視頻格式；
（5）VIDIOC_S_FMT:設(shè)置當(dāng)前驅(qū)動(dòng)的視頻捕獲格式；
（6）VIDIOC_G_FMT:讀取當(dāng)前驅(qū)動(dòng)的視頻捕獲格式；
（7）VIDIOC_TRY_FMT:驗(yàn)證當(dāng)前驅(qū)動(dòng)的顯示格式；
（8）VIDIOC_CROPCAP:查詢驅(qū)動(dòng)的修剪功能；
（9）VIDIOC_S_CROP:設(shè)置視頻信號(hào)的邊框；
（10）VIDIOC_G_CROP:讀取視頻信號(hào)的邊框；
（11）VIDIOC_QBUF:把數(shù)據(jù)從緩存中讀取出來(lái)；
（12）VIDIOC_DQBUF:把數(shù)據(jù)放回緩存隊(duì)列；
（13）VIDIOC_STREAMOP:開(kāi)始視頻顯示函數(shù)；
（14）VIDIOC_STREAMOFF:結(jié)束視頻顯示函數(shù)；
（15）VIDIOC_QUERYSTD:檢查當(dāng)前視頻設(shè)備支持的標(biāo)準(zhǔn)，例如PAL或NTSC；
這些IO調(diào)用，有些是必須的，有些是可選擇的。
具體流程如下圖所示：
7.4 V4L2程序?qū)嵗?/strong>
? V4L2的代碼主要位于video2lcd/video/v4l2.c文件中，接下來(lái)就針對(duì)上文 V4L2程序?qū)崿F(xiàn)流程和流程中使用的重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，結(jié)合v4l2.c文件中的代碼進(jìn)行說(shuō)明。代碼支持內(nèi)存映射和直接讀取兩種方式，由于內(nèi)存映射方式應(yīng)用更廣泛，本文只詳細(xì)說(shuō)明內(nèi)存映射方式，直接讀取方式與內(nèi)存映射方式類似，可自行研究。
7.4.1 打開(kāi)設(shè)備
? 應(yīng)用程序能夠使用阻塞模式或非阻塞模式打開(kāi)視頻設(shè)備，如果使用非阻塞模式調(diào)用視頻設(shè)備，即使尚未捕獲到信息，驅(qū)動(dòng)依舊會(huì)把緩存（DQBUFF）里的東西返回給應(yīng)用程序。如果使用非阻塞的方式打開(kāi)攝像頭設(shè)備，第2行代碼中open函數(shù)的第二個(gè)參數(shù)修改為O_RDWR | O_NONBLOCK 即可。
70 iFd = open(strDevName, O_RDWR);
71 if (iFd < 0)
72 {
73 DBG_PRINTF("can not open %sn", strDevName);
74 return -1;
75 }
7.4.2 查詢?cè)O(shè)備屬性
? 查詢?cè)O(shè)備屬性需要使用struct v4l2_capability結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體描述了視頻采集設(shè)備的driver信息。
01 struct v4l2_capability
02 {
03 __u8 driver[16]; // 驅(qū)動(dòng)名字
04 __u8 card[32]; // 設(shè)備名字
05 __u8 bus_info[32]; // 設(shè)備在系統(tǒng)中的位置
06 __u32 version; // 驅(qū)動(dòng)版本號(hào)
07 __u32 capabilities; // 設(shè)備支持的操作
08 __u32 reserved[4]; // 保留字段
09 };
? 通過(guò)VIDIOC_QUERYCAP命令來(lái)查詢driver是否合乎規(guī)范。因?yàn)閂4L2要求所有driver和device都支持這個(gè)ioctl。所以，通過(guò)VIDIOC_QUERYCAP命令是否成功來(lái)判斷當(dāng)前device和driver是否符合V4L2規(guī)范。當(dāng)然，這個(gè)命令執(zhí)行成功的同時(shí)還能夠得到設(shè)備足夠的信息，如struct v4l2_capability結(jié)構(gòu)體所示內(nèi)容。86~98行代碼檢查當(dāng)前設(shè)備是否為capture設(shè)備，并檢查使用內(nèi)存映射還是直接讀的方式獲取圖像數(shù)據(jù)。
78 iError = ioctl(iFd, VIDIOC_QUERYCAP, &tV4l2Cap); 79 memset(&tV4l2Cap, 0, sizeof(struct v4l2_capability)); 80 iError = ioctl(iFd, VIDIOC_QUERYCAP, &tV4l2Cap); 81 if (iError) { 82 DBG_PRINTF("Error opening device %s: unable to query device.n", strDevName); 83 goto err_exit; 84 } 85 86 if (!(tV4l2Cap.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE)) 87 { 88 DBG_PRINTF("%s is not a video capture devicen", strDevName); 89 goto err_exit; 90 } 91 92 if (tV4l2Cap.capabilities & V4L2_CAP_STREAMING) { 93 DBG_PRINTF("%s supports streaming i/on", strDevName); 94 } 95 96 if (tV4l2Cap.capabilities & V4L2_CAP_READWRITE) { 97 DBG_PRINTF("%s supports read i/on", strDevName); 98 }
7.4.3 顯示所有支持的格式
? 顯示所有支持的格式需要用到struct v4l2_fmtdesc結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體描述當(dāng)前camera支持的格式信息。
01 struct v4l2_fmtdesc
02 {
03 __u32 index; // 要查詢的格式序號(hào)，應(yīng)用程序設(shè)置
04 enum v4l2_buf_type type; // 幀類型，應(yīng)用程序設(shè)置
05 __u32 flags; // 是否為壓縮格式
06 __u8 description[32]; // 格式名稱
07 __u32 pixelformat; //所支持的格式
08 __u32 reserved[4]; // 保留
09 };
? 使用VIDIOC_ENUM_FMT命令查詢當(dāng)前camera支持的所有格式。struct v4l2_fmtdesc結(jié)構(gòu)體中index要設(shè)置，從0開(kāi)始；enum v4l2_buf_type type也要設(shè)置，如果使用的是camera設(shè)備，則enum v4l2_buf_type type要設(shè)置為V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE，因?yàn)閏amera是CAPTURE設(shè)備。結(jié)構(gòu)體中的其他內(nèi)容driver會(huì)填充。其中__u32 pixelformat參數(shù)在設(shè)置圖像幀格式時(shí)需要使用。
100 memset(&tFmtDesc, 0, sizeof(tFmtDesc)); 101 tFmtDesc.index = 0; 102 tFmtDesc.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; 103 while ((iError = ioctl(iFd, VIDIOC_ENUM_FMT, &tFmtDesc)) == 0) { 104 if (isSupportThisFormat(tFmtDesc.pixelformat)) 105 { 106 ptVideoDevice->iPixelFormat = tFmtDesc.pixelformat; 107 break; 108 } 109 tFmtDesc.index++; 110 }
7.4.4 設(shè)置圖像幀格式
? 設(shè)置圖像格式需要用到struct v4l2_format結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體描述每幀圖像的具體格式，包括幀類型以及圖像的長(zhǎng)、寬等信息。
01 struct v4l2_format
02 {
03 enum v4l2_buf_type type; // 幀類型，應(yīng)用程序設(shè)置
04 union fmt
05 {
06 struct v4l2_pix_format pix; // 視頻設(shè)備使用
07 structv 4l2_window win;
08 struct v4l2_vbi_format vbi;
09 struct v4l2_sliced_vbi_format sliced;
10 __u8 raw_data[200];
11 };
12 };
? struct v4l2_format結(jié)構(gòu)體需要設(shè)置enum v4l2_buf_type type和union fmt中的struct v4l2_pix_format pix。enum v4l2_buf_type type因?yàn)槭褂玫氖莄amera設(shè)備，camera是CAPTURE設(shè)備，所以設(shè)置成V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE。struct v4l2_pix_format pix設(shè)置一幀圖像的長(zhǎng)、寬和格式等，由于要適配LCD輸出，所以長(zhǎng)、寬設(shè)置為L(zhǎng)CD支持的長(zhǎng)、寬，如124~125行所示。
119 /* set format in */ 120 GetDispResolution(&iLcdWidth, &iLcdHeigt, &iLcdBpp); 121 memset(&tV4l2Fmt, 0, sizeof(struct v4l2_format)); 122 tV4l2Fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; 123 tV4l2Fmt.fmt.pix.pixelformat = ptVideoDevice->iPixelFormat; 124 tV4l2Fmt.fmt.pix.width = iLcdWidth; 125 tV4l2Fmt.fmt.pix.height = iLcdHeigt; 126 tV4l2Fmt.fmt.pix.field = V4L2_FIELD_ANY; 127 128 /* 如果驅(qū)動(dòng)程序發(fā)現(xiàn)無(wú)法某些參數(shù)(比如分辨率), 129 * 它會(huì)調(diào)整這些參數(shù), 并且返回給應(yīng)用程序 130 */ 131 iError = ioctl(iFd, VIDIOC_S_FMT, &tV4l2Fmt); 132 if (iError) 133 { 134 DBG_PRINTF("Unable to set formatn"); 135 goto err_exit; 136 }
7.4.5 申請(qǐng)緩沖區(qū)
? 相關(guān)結(jié)構(gòu)體如下，該結(jié)構(gòu)體描述申請(qǐng)的緩沖區(qū)的基本信息。
01 struct v4l2_requestbuffers 02 { 03 __u32 count; // 緩沖區(qū)內(nèi)緩沖幀的數(shù)目 04 enum v4l2_buf_type type; // 緩沖幀數(shù)據(jù)格式 05 enum v4l2_memorymemory; // 區(qū)別是內(nèi)存映射還是用戶指針?lè)绞?06 __u32 reserved[2]; 07 };
? 申請(qǐng)一個(gè)擁有四個(gè)緩沖幀的緩沖區(qū)，__u32 count為緩沖幀的數(shù)目；enum v4l2_buf_type type和前文一樣，同樣設(shè)置成V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE；enum v4l2_memorymemory用來(lái)區(qū)分是內(nèi)存映射還是用戶指針，我們使用內(nèi)存映射的方式，所以設(shè)置成V4L2_MEMORY_MMAP。
140 /* request buffers */
141 memset(&tV4l2ReqBuffs, 0, sizeof(struct v4l2_requestbuffers));
142 tV4l2ReqBuffs.count = NB_BUFFER;
143 tV4l2ReqBuffs.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
144 tV4l2ReqBuffs.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
145
146 iError = ioctl(iFd, VIDIOC_REQBUFS, &tV4l2ReqBuffs);
147 if (iError)
148 {
149 DBG_PRINTF("Unable to allocate buffers.n");
150 goto err_exit;
151 }
7.4.6 將申請(qǐng)的緩沖幀從內(nèi)核空間映射到用戶空間
? 相關(guān)結(jié)構(gòu)體如下，該結(jié)構(gòu)體表示一幀圖像數(shù)據(jù)的基本信息，包含序號(hào)、緩沖幀長(zhǎng)度和緩沖幀地址等信息。
01 struct v4l2_buffer
02 {
03 __u32 index; //buffer 序號(hào)
04 enum v4l2_buf_type type; //buffer 類型
05 __u32 byteused; //buffer 中已使用的字節(jié)數(shù)
06 __u32 flags; // 區(qū)分是MMAP 還是USERPTR
07 enum v4l2_field field;
08 struct timeval timestamp; // 獲取第一個(gè)字節(jié)時(shí)的系統(tǒng)時(shí)間
09 struct v4l2_timecode timecode;
10 __u32 sequence; // 隊(duì)列中的序號(hào)
11 enum v4l2_memory memory; //IO 方式，被應(yīng)用程序設(shè)置
12 union m
13 {
14 __u32 offset; // 緩沖幀地址，只對(duì)MMAP 有效
15 unsigned long userptr;
16 };
17 __u32 length; // 緩沖幀長(zhǎng)度
18 __u32 input;
19 __u32 reserved;
20 };
? 將內(nèi)核空間的幀緩沖映射到用戶空間，需要兩個(gè)數(shù)據(jù)接收幀緩沖的長(zhǎng)度和地址，我們需要自己定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體位于video2lcd/include/video_manager.h文件中，其中iVideoBufMaxLen接收幀緩沖的長(zhǎng)度，pucVideBuf接收幀緩沖地址。
16 struct VideoDevice {
17 int iFd;
18 int iPixelFormat;
19 int iWidth;
20 int iHeight;
21
22 int iVideoBufCnt;
23 int iVideoBufMaxLen;
24 int iVideoBufCurIndex;
25 unsigned char *pucVideBuf[NB_BUFFER];
26
27 /* 函數(shù) */
28 PT_VideoOpr ptOPr;
29 };
? 以下代碼使用VIDIOC_QUERYBUF命令和mmap函數(shù)將內(nèi)核空間的緩沖區(qū)映射到用戶空間。VIDIOC_QUERYBUF命令的使用需要參數(shù)struct v4l2_buffer結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)體中的type、memory和index參數(shù)需要設(shè)置，type和memory和前文中的設(shè)置一樣，分別設(shè)置成V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE和 V4L2_MEMORY_MMAP，index參數(shù)表示申請(qǐng)的緩沖幀的標(biāo)號(hào)，從0開(kāi)始，包含申請(qǐng)的所有緩沖幀。
? mmap函數(shù)原形為：
01 void *mmap(void*addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
參數(shù)具體的含義：
addr：映射起始地址，一般為NULL，讓內(nèi)核自動(dòng)選擇；
length：被映射內(nèi)存塊的長(zhǎng)度；
prot：標(biāo)志映射后能否被讀寫，其值為PROT_EXEC,PROT_READ,PROT_WRITE,PROT_NONE；
flags：確定此內(nèi)存映射能否被其他進(jìn)程共享，可設(shè)置為MAP_SHARED或MAP_PRIVATE；
fd：設(shè)備文件句柄；
offset：確定映射后的內(nèi)存地址
156 /* map the buffers */
157 for (i = 0; i < ptVideoDevice->iVideoBufCnt; i++)
158 {
159 memset(&tV4l2Buf, 0, sizeof(struct v4l2_buffer));
160 tV4l2Buf.index = i;
161 tV4l2Buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
162 tV4l2Buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
163 iError = ioctl(iFd, VIDIOC_QUERYBUF, &tV4l2Buf);
164 if (iError)
165 {
166 DBG_PRINTF("Unable to query buffer.n");
167 goto err_exit;
168 }
169
170 ptVideoDevice->iVideoBufMaxLen = tV4l2Buf.length;
171 ptVideoDevice->pucVideBuf[i] = mmap(0 /* start anywhere */ ,
172 tV4l2Buf.length, PROT_READ, MAP_SHARED, iFd,
173 tV4l2Buf.m.offset);
174 if (ptVideoDevice->pucVideBuf[i] == MAP_FAILED)
175 {
176 DBG_PRINTF("Unable to map buffern");
177 goto err_exit;
178 }
179 }
7.4.7 將申請(qǐng)的緩沖幀放入隊(duì)列，并啟動(dòng)數(shù)據(jù)流
? 184~194行代碼為使用VIDIOC_QBUF命令，將申請(qǐng)的緩沖幀依次放入緩沖幀輸入隊(duì)列，等待被圖像采集設(shè)備依次填滿；
181 /* Queue the buffers. */
182 for (i = 0; i < ptVideoDevice->iVideoBufCnt; i++)
183 {
184 memset(&tV4l2Buf, 0, sizeof(struct v4l2_buffer));
185 tV4l2Buf.index = i;
186 tV4l2Buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
187 tV4l2Buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
188 iError = ioctl(iFd, VIDIOC_QBUF, &tV4l2Buf);
189 if (iError)
190 {
191 DBG_PRINTF("Unable to queue buffer.n");
192 goto err_exit;
193 }
194 }
7.4.8 啟動(dòng)捕捉圖像數(shù)據(jù)
? 啟動(dòng)捕捉圖像數(shù)據(jù)使用VIDIOC_STREAMON命令，當(dāng)該命令執(zhí)行成功后，便可以等待圖像數(shù)據(jù)的到來(lái)。
356 /********************************************************************** 357 * 函數(shù)名稱：V4l2StartDevice 358 * 功能描述：開(kāi)始捕捉圖像數(shù)據(jù) 359 * 輸入?yún)?shù)：ptVideoDevice 360 * 輸出參數(shù)：無(wú) 361 * 返 回 值：無(wú) 362 * 修改日期 版本號(hào) 修改人 修改內(nèi)容 363 * ----------------------------------------------- 364 * 2020/02/16 V1.0 zhenhua 創(chuàng)建 365 ***********************************************************************/ 366 static int V4l2StartDevice(PT_VideoDevice ptVideoDevice) 367 { 368 int iType = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; 369 int iError; 370 371 iError = ioctl(ptVideoDevice->iFd, VIDIOC_STREAMON, &iType); 372 if (iError) 373 { 374 DBG_PRINTF("Unable to start capture.n"); 375 return -1; 376 } 377 return 0; 378 }
7.4.9 出列采集的幀緩沖，并處理圖像數(shù)據(jù)，然后再將數(shù)據(jù)幀入列
? 我們可以使用VIDIOC_DQBUF命令，等待緩沖幀的到來(lái)，當(dāng)有緩沖幀被放入視頻輸出緩沖隊(duì)列，我們便可以采到一幀圖像。接收到圖像我們可以對(duì)圖像進(jìn)行操作，例如保存、壓縮或者LCD輸出等。
243 /**********************************************************************
244 * 函數(shù)名稱：V4l2GetFrameForStreaming
245 * 功能描述：從圖像數(shù)據(jù)流中獲取一幀圖像數(shù)據(jù)
246 * 輸入?yún)?shù)：ptVideoDevice
247 ptVideoBuf
248 * 輸出參數(shù)：無(wú)
249 * 返 回 值：無(wú)
250 * 修改日期 版本號(hào) 修改人 修改內(nèi)容
251 * -----------------------------------------------
252 * 2020/02/16 V1.0 zhenhua 創(chuàng)建
253 ***********************************************************************/
254 static int V4l2GetFrameForStreaming(PT_VideoDevice ptVideoDevice, PT_VideoBuf ptVideoBuf)
255 {
256 struct pollfd tFds[1];
257 int iRet;
258 struct v4l2_buffer tV4l2Buf;
259
260 /* poll */
261 tFds[0].fd = ptVideoDevice->iFd;
262 tFds[0].events = POLLIN;
263
264 iRet = poll(tFds, 1, -1);
265 if (iRet <= 0)
266 {
267 DBG_PRINTF("poll error!n");
268 return -1;
269 }
270
271 /* VIDIOC_DQBUF */
272 memset(&tV4l2Buf, 0, sizeof(struct v4l2_buffer));
273 tV4l2Buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
274 tV4l2Buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
275 iRet = ioctl(ptVideoDevice->iFd, VIDIOC_DQBUF, &tV4l2Buf);
276 if (iRet < 0)
277 {
278 DBG_PRINTF("Unable to dequeue buffer.n");
279 return -1;
280 }
281 ptVideoDevice->iVideoBufCurIndex = tV4l2Buf.index;
282
283 ptVideoBuf->iPixelFormat = ptVideoDevice->iPixelFormat;
284 ptVideoBuf->tPixelDatas.iWidth = ptVideoDevice->iWidth;
285 ptVideoBuf->tPixelDatas.iHeight = ptVideoDevice->iHeight;
286 ptVideoBuf->tPixelDatas.iBpp = (ptVideoDevice->iPixelFormat == V4L2_PIX_FMT_YUYV) ? 16 :
287 (ptVideoDevice->iPixelFormat == V4L2_PIX_FMT_MJPEG) ? 0 :
288 (ptVideoDevice->iPixelFormat == V4L2_PIX_FMT_RGB565) ? 16 :
289 0;
290 ptVideoBuf->tPixelDatas.iLineBytes = ptVideoDevice->iWidth * ptVideoBuf->tPixelDatas.iBpp / 8;
291 ptVideoBuf->tPixelDatas.iTotalBytes = tV4l2Buf.bytesused;
292 ptVideoBuf->tPixelDatas.aucPixelDatas = ptVideoDevice->pucVideBuf[tV4l2Buf.index];
293 return 0;
294 }
? 當(dāng)我們從緩沖幀輸出隊(duì)列取出一個(gè)緩沖幀，取出圖像數(shù)據(jù)后我們需要將緩沖幀重新放回到視頻輸入緩沖隊(duì)列，該操作還是使用VIDIOC_QBUF命令，放回緩沖幀輸入隊(duì)列后繼續(xù)等待被填滿。
296 /********************************************************************** 297 * 函數(shù)名稱：V4l2PutFrameForStreaming 298 * 功能描述：將取出的幀緩沖重新放回圖像輸入隊(duì)列 299 * 輸入?yún)?shù)：ptVideoDevice 300 ptVideoBuf 301 * 輸出參數(shù)：無(wú) 302 * 返 回 值：無(wú) 303 * 修改日期 版本號(hào) 修改人 修改內(nèi)容 304 * ----------------------------------------------- 305 * 2020/02/16 V1.0 zhenhua 創(chuàng)建 306 ***********************************************************************/ 307 static int V4l2PutFrameForStreaming(PT_VideoDevice ptVideoDevice, PT_VideoBuf ptVideoBuf) 308 { 309 /* VIDIOC_QBUF */ 310 struct v4l2_buffer tV4l2Buf; 311 int iError; 312 313 memset(&tV4l2Buf, 0, sizeof(struct v4l2_buffer)); 314 tV4l2Buf.index = ptVideoDevice->iVideoBufCurIndex; 315 tV4l2Buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; 316 tV4l2Buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP; 317 iError = ioctl(ptVideoDevice->iFd, VIDIOC_QBUF, &tV4l2Buf); 318 if (iError) 319 { 320 DBG_PRINTF("Unable to queue buffer.n"); 321 return -1; 322 } 323 return 0; 324 }
7.4.10 停止捕捉圖像數(shù)據(jù)
? 停止采集圖像數(shù)據(jù)，首先使用VIDIOC_STREAMOFF命令，關(guān)閉捕獲圖像數(shù)據(jù)。同時(shí)要注意取消內(nèi)存映射和關(guān)閉句柄，防止不必要的內(nèi)存泄漏。代碼390407行為停止捕捉圖像數(shù)據(jù)命令；代碼227241行為取消內(nèi)存映射和關(guān)閉句柄。
380 /**********************************************************************
381 * 函數(shù)名稱：V4l2StopDevice
382 * 功能描述：停止捕捉圖像數(shù)據(jù)
383 * 輸入?yún)?shù)：ptVideoDevice
384 * 輸出參數(shù)：無(wú)
385 * 返 回 值：無(wú)
386 * 修改日期 版本號(hào) 修改人 修改內(nèi)容
387 * -----------------------------------------------
388 * 2020/02/16 V1.0 zhenhua 創(chuàng)建
389 ***********************************************************************/
390 static int V4l2StopDevice(PT_VideoDevice ptVideoDevice)
391 {
392 int iType = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
393 int iError;
394
395 iError = ioctl(ptVideoDevice->iFd, VIDIOC_STREAMOFF, &iType);
396 if (iError)
397 {
398 DBG_PRINTF("Unable to stop capture.n");
399 return -1;
400 }
401 return 0;
402 }
403
404 static int V4l2GetFormat(PT_VideoDevice ptVideoDevice)
405 {
406 return ptVideoDevice->iPixelFormat;
407 }
217 /**********************************************************************
218 * 函數(shù)名稱：V4l2ExitDevice
219 * 功能描述：退出采集設(shè)備，取消幀緩沖映射和關(guān)閉句柄
220 * 輸入?yún)?shù)：ptVideoDevice
221 * 輸出參數(shù)：無(wú)
222 * 返 回 值：無(wú)
223 * 修改日期 版本號(hào) 修改人 修改內(nèi)容
224 * -----------------------------------------------
225 * 2020/02/16 V1.0 zhenhua 創(chuàng)建
226 ***********************************************************************/
227 static int V4l2ExitDevice(PT_VideoDevice ptVideoDevice)
228 {
229 int i;
230 for (i = 0; i < ptVideoDevice->iVideoBufCnt; i++)
231 {
232 if (ptVideoDevice->pucVideBuf[i])
233 {
234 munmap(ptVideoDevice->pucVideBuf[i], ptVideoDevice->iVideoBufMaxLen);
235 ptVideoDevice->pucVideBuf[i] = NULL;
236 }
237 }
238
239 close(ptVideoDevice->iFd);
240 return 0;
241 }
審核編輯 黃昊宇
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