基於ZedBoard的Webcam設計(三):視訊的採集和動態顯示
一、V4l2更新緩衝Buffer的方法
回顧上一節中,我們使用v4l2控制usb 攝像頭,對攝像頭的靜態圖片採集流程操作過程可以歸納為圖1:
圖1 靜態圖片採集流程圖
所用到的函式和引數都在旁邊標註出。可以看到使用命令VIDIOC_DQBUF將快取中的影象幀取出,然後攝像頭裝置是一直在採集影象,如果沒有更新快取區命令,採集到的新資料是不會被更新到快取中的。v4l2提供了與VIDIOC_DQBUF命令相對的命令VIDIOC_QBUF,我對這個命令的理解就是允許攝像頭裝置將採集影象更新到快取區。假設開闢的快取FIFO大小為4幀,如圖2(a),當使用VIDIOC_DQBUF命令後,當前幀n從FIFO中取走,FIFO留下一個空缺,如圖2(b),這種情況下如果使用VIDIOC_QBUF命令,新一幀n+4將被寫入快取,如圖2(c)。
圖2 快取FIFO與VIDIOC_DQBUF命令、VIDIOC_QBUF命令
所以為了實現快取區影象資料的動態更新,需要在每一次處理完資料後使用VIDIOC_QBUF更新快取區,以便下一次VIDIOC_DQBUF獲取到新的一幀資料。因而動態更新快取的視訊採集流程應該如圖3所示:
圖3 動態視訊採集流程
為此,需要重新定義兩個函式,一個我們定義為get_frame獲取視訊幀:
1 int VideoDevice::get_frame(void **frame_buf, size_t* len)
2 {
3 v4l2_buffer queue_buf;
4
5 queue_buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
6 queue_buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
7
8 if(ioctl(fd, VIDIOC_DQBUF, &queue_buf) == -1)
9 {
10 return FALSE;
11 }
12
13 *frame_buf = buffers[queue_buf.index].start;
14 *len = buffers[queue_buf.index].length;
15 index = queue_buf.index;
16
17 return TRUE;
18 }
再定義free_frame釋放視訊幀,讓出快取空間準備新的視訊幀資料:
1 int VideoDevice::free_frame()
2 {
3 if(index != -1)
4 {
5 v4l2_buffer queue_buf;
6 queue_buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
7 queue_buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
8 queue_buf.index = index;
9
10 if(ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &queue_buf) == -1)
11 {
12 return FALSE;
13 }
14 return TRUE;
15 }
16 return FALSE;
17 }
二、Qt的paintEvent事件
在上篇部落格裡面,我們對採集的的視訊幀資料的顯示,採用的方法是使用了一個QLabel和QPixmap,並使用loadfromdata函式將採集的資料轉為QPixmap中的資料,並顯示到QLabel上。這樣的做法導致的結果是QLabel和QPixmap資料只能被更新一次,所以只能顯示靜態圖片。
在完成了視訊快取資料更新後,我們所面臨的問題就是怎麼樣才能把這個資料動態顯示出來。好在Qt提供了視窗重新整理事件paintEvent,在這裡,我們可以使用兩種方式觸發paintEvent事件:
1、使用定時器QTimer,定時為33ms(因為攝像頭的幀頻為30pfs);
2、不使用定時器,由QLabel自身內容改變產生。這裡採用這種方式。paintEvent函式內容:
1 void Widget::paintEvent(QPaintEvent *)
2 {
3 rs = vd->get_frame((void **)&yuv_buffer,&len);
4 convert_yuv_to_rgb_buffer(yuv_buffer,rgb_buffer,640,480);
5
6 frame->loadFromData((uchar *)rgb_buffer,640 * 480 * 3);
7
8 ui->label->setPixmap(QPixmap::fromImage(*frame,Qt::AutoColor));
9
10 rs = vd->unget_frame();
11 }
三、測試效果
在ubuntu上測試通過後,移植到Zedboard上進行測試,測試視訊:
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