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V4L2視訊應用程式程式設計架構

阿新 • • 發佈：2019-02-10

參考 http://blog.csdn.net/tsuibeyond/article/details/50654823

         http://www.cnblogs.com/surpassal/archive/2012/12/19/zed_webcam_lab1.html

      1.開啟裝置fd = open(FILE_VIDEO1, O_RDWR))

       2.取得裝置的capability 看看裝置具有什麼功能 比如是否具有視訊輸入 或者音訊輸入輸出等 VIDIOC QUERYCAP struct v4l2 capabilit

      3 選擇視訊輸入 一個視訊裝置可以有多個視訊輸入 VIDIOC S INPUT struct v4l2 input

      4 設定視訊的制式和幀格式 制式包括PAL NTSC 幀的格式個包括寬度和高度等 VIDIOC S STD VIDIOC S FMT struct v4l2 std id struct v4l2 format 

      5 向驅動申請幀緩衝 一般不超過5個 struct v4l2 requestbuffers 

      6 將申請到的幀緩衝對映到使用者空間 這樣就可以直接操作採集到的幀了 而不必去複製 mmap 

      7 將申請到的幀緩衝全部入佇列 以便存放採集到的資料 VIDIOC QBUF struct v4l2 buffer 

      8 開始視訊的採集 VIDIOC STREAMON

      9 出佇列以取得已採集資料的幀緩衝 取得原始採集資料 VIDIOC DQBUF 

      10 將緩衝重新入佇列尾 這樣可以迴圈採集 VIDIOC QBUF 

     11 停止視訊的採集 VIDIOC STREAMOFF 12 關閉視訊裝置 close fd ;

  1. #include <errno.h>
  2. #include <fcntl.h>
  3. #include <linux/videodev2.h>
  4. #include <stdint.h>
  5. #include <stdio.h>
  6. #include <string.h>
  7. #include <sys/ioctl.h>
  8. #include <sys/mman.h>
  9. #include <unistd.h>
  10. #include <opencv2/core/core.hpp>
  11. #include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
  12. #include <iostream>
  13. uchar *buffer;                          //buffers 指標記錄緩衝幀
  14. #define IMAGEWIDTH 640
  15. #define IMAGEHEIGHT 480
  16. #define TRUE 1
  17. #define FALSE 0
  18. #define FILE_VIDEO1 "/dev/video0"
  19. staticint fd;                          //裝置描述符
  20. struct v4l2_streamparm setfps;          //結構體v4l2_streamparm來描述視訊流的屬性
  21. struct v4l2_capability cap;             //取得裝置的capability，看看裝置具有什麼功能，比如是否具有視訊輸入,或者音訊輸入輸出等
  22. struct v4l2_fmtdesc fmtdesc;            //列舉裝置所支援的image format:  VIDIOC_ENUM_FMT
  23. struct v4l2_format fmt,fmtack;          //子結構體struct v4l2_pix_format設定攝像頭採集視訊的寬高和型別：V4L2_PIX_FMT_YYUV V4L2_PIX_FMT_YUYV
  24. struct v4l2_requestbuffers req;         //向驅動申請幀緩衝的請求，裡面包含申請的個數
  25. struct v4l2_buffer buf;                 //代表驅動中的一幀
  26. enum   v4l2_buf_type type;              //幀型別
  27. int init_v4l2(void);                    //初始化
  28. int v4l2_grab(void);                    //採集
  29. int main()  
  30. {  
  31.         printf("first~~\n");  
  32.         if(init_v4l2() == FALSE){      //開啟攝像頭
  33.             printf("Init fail~~\n");  
  34.             exit(1);  
  35.         }  
  36.         printf("second~~\n");  
  37.         if(v4l2_grab() == FALSE){  
  38.             printf("grab fail~~\n");  
  39.             exit(2);  
  40.         }  
  41.         buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;           //Stream 或者Buffer的型別。此處肯定為V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE
  42.         buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;                    //既然是Memory Mapping模式，則此處設定為：V4L2_MEMORY_MMAP
  43.         printf("third~~\n");  
  44.         cvNamedWindow("one",CV_WINDOW_AUTOSIZE);  
  45.         IplImage* img;  
  46.         CvMat cvmat;  
  47.         int i = 100;  
  48.         double t;  
  49.         while(1){  
  50.                 t = (double)cvGetTickCount();                      //呼叫時鐘測時間
  51.                 ioctl(fd,VIDIOC_DQBUF,&buf);  
  52.                 buf.index = 0;  
  53.                 cvmat = cvMat(IMAGEHEIGHT,IMAGEWIDTH,CV_8UC3,(void*)buffer);//CV_8UC3
  54.                 //t = (double)cvGetTickCount();
  55.                 img = cvDecodeImage(&cvmat,1);  
  56.                 //t=(double)cvGetTickCount()-t;
  57.                 //printf("used time is %gms\n",(t/(cvGetTickFrequency()*1000)));
  58.                 if(!img)    printf("No img\n");  
  59.                 cvShowImage("one",img);  
  60.                 cvReleaseImage(&img);  
  61.                 ioctl(fd,VIDIOC_QBUF,&buf);                      //在 driver 內部管理著兩個 buffer queues ，一個輸入佇列，一個輸出佇列。
  62.                                                  //對於 capture device 來說，當輸入佇列中的 buffer 被塞滿資料以後會自動變為輸出佇列，
  63.                                                  //等待呼叫 VIDIOC_DQBUF 將資料進行處理以後重新呼叫 VIDIOC_QBUF 將 buffer 重新放進輸入佇列.
  64.                 if((cvWaitKey(1)&255) == 27)    exit(0);  
  65.                 t=(double)cvGetTickCount()-t;  
  66.                 printf("used time is %gms\n",(t/(cvGetTickFrequency()*1000)));  
  67.         }  
  68.         ioctl(fd,VIDIOC_STREAMOFF,&type);         // 停止視訊採集命令，應用程式呼叫VIDIOC_ STREAMOFF停止視訊採集命令後，視訊裝置驅動程式不在採集視訊資料。
  69.         return 0;  
  70. }  
  71. int init_v4l2(void){  
  72.         if ((fd = open(FILE_VIDEO1, O_RDWR)) == -1){  
  73.             printf("Opening video device error\n");  
  74.             return FALSE;  
  75.         }  
  76.         if (ioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap) == -1){               // 查詢視訊裝置的功能
  77.                 printf("unable Querying Capabilities\n");  
  78.                 return FALSE;  
  79.         }  
  80.         else
  81. /* 
  82.         { 
  83.         printf( "Driver Caps:\n" 
  84.                 "  Driver: \"%s\"\n" 
  85.                 "  Card: \"%s\"\n" 
  86.                 "  Bus: \"%s\"\n" 
  87.                 "  Version: %d\n" 
  88.                 "  Capabilities: %x\n", 
  89.                 cap.driver, 
  90.                 cap.card, 
  91.                 cap.bus_info, 
  92.                 cap.version, 
  93.                 cap.capabilities); 
  94.         } 
  95.         if((cap.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE) == V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE){ 
  96.             printf("Camera device %s: support capture\n",FILE_VIDEO1); 
  97.         } 
  98.         if((cap.capabilities & V4L2_CAP_STREAMING) == V4L2_CAP_STREAMING){ 
  99.             printf("Camera device %s: support streaming.\n",FILE_VIDEO1); 
  100.         } 
  101. */
  102.         fmtdesc.index = 0;  
  103.         fmtdesc.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;  
  104.         printf("Support format: \n");  
  105.         while(ioctl(fd,VIDIOC_ENUM_FMT,&fmtdesc) != -1){        // 獲取當前視訊裝置支援的視訊格式
  106.             printf("\t%d. %s\n",fmtdesc.index+1,fmtdesc.description);  
  107.             fmtdesc.index++;  
  108.         }  
  109.         //set fmt
  110.         fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;  
  111.         fmt.fmt.pix.width = IMAGEWIDTH;                    
  112.         fmt.fmt.pix.height = IMAGEHEIGHT;  
  113.         fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_MJPEG; //*************************V4L2_PIX_FMT_YUYV****************可以選擇
  114.         fmt.fmt.pix.field = V4L2_FIELD_NONE;  
  115.         if (ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt) == -1){    // 設定視訊裝置的視訊資料格式，例如設定視訊影象資料的長、寬，影象格式（JPEG、YUYV格式）
  116.             printf("Setting Pixel Format error\n");  
  117.             return FALSE;  
  118.         }  
  119.         if(ioctl(fd,VIDIOC_G_FMT,&fmt) == -1){   //獲取影象格式
  120.             printf("Unable to get format\n");  
  121.             return FALSE;  
  122.         }  
  123. //        else
  124. /*        {  
  125.             printf("fmt.type:\t%d\n",fmt.type);         //可以輸出影象的格式
  126.             printf("pix.pixelformat:\t%c%c%c%c\n",fmt.fmt.pix.pixelformat & 0xFF,(fmt.fmt.pix.pixelformat >> 8) & 0xFF,\  
  127.                    (fmt.fmt.pix.pixelformat >> 16) & 0xFF, (fmt.fmt.pix.pixelformat >> 24) & 0xFF);  
  128.             printf("pix.height:\t%d\n",fmt.fmt.pix.height);  
  129.             printf("pix.field:\t%d\n",fmt.fmt.pix.field);  
  130.         }  
  131. */  
  132. /* 
  133.         setfps.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; 
  134.         setfps.parm.capture.timeperframe.numerator = 100; 
  135.         setfps.parm.capture.timeperframe.denominator = 100; 
  136.         printf("init %s is OK\n",FILE_VIDEO1); 
  137. */
  138.         return TRUE;  
  139. }  
  140. int v4l2_grab(void){  
  141.     //struct v4l2_requestbuffers req = {0};
  142.     //4  request for 4 buffers
  143.     req.count = 1;  
  144.     req.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;  
  145.     req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;  

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