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cmos摄像头可以在linux中用v4l2编程吗?

软件 2023-08-06

linux下怎么样进行摄像头编程

在linux下所有设备都是文件。所以对摄像头的操作其实就是对文件的操作。USB摄像头的设备文件就是在/dev目录下的video0(假如只有一个摄像头)。在linux下操作摄像头就是使用v4l2对摄像头进行的操作,操作步骤如下

  • 打开设备文件。

  • int fd=open(”/dev/video0″,O_RDWR);

  • 2. 取得设备的capability,看看设备具有什么功能,比如是否具有输入,或者音频输入输出等。VIDIOC_QUERYCAP,struct v4l2_capability

  • v4l2_std_id std;

  • do {

  • ret= ioctl(fd, VIDIOC_QUERYSTD, std);

  • } while (ret == -1 errno == EAGAIN);

  • switch (std) {

  • case V4L2_STD_NTSC:

  • //……

  • case V4L2_STD_PAL:

  • //……

  • }

  • 3. 选择输入,一个设备可以有多个输入。VIDIOC_S_INPUT,struct v4l2_input(可不要)

  • 4. 设置的制式和帧格式,制式包括PAL,NTSC,帧的格式个包括宽度和高度等。

  • VIDIOC_S_STD,VIDIOC_S_FMT,struct v4l2_std_id,struct v4l2_format

  • struct v4l2_format fmt;

  • memset ( fmt, 0, sizeof(fmt) );

  • fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

  • fmt.fmt.pix.width = 320;

  • fmt.fmt.pix.height = 240;

  • fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_JPEG;

  • if (ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, fmt) < 0)

  • {

  • printf("set format failed\n");

  • //return 0;

  • }

  • 5. 向驱动申请帧缓冲,一般不超过5个。struct v4l2_requestbuffers

  • struct v4l2_requestbuffers req;

  • memset(req, 0, sizeof (req));

  • req.count = 4;

  • req.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

  • req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;

  • if (ioctl(fd,VIDIOC_REQBUFS,req) == -1)

  • {

  • perror("VIDIOC_REQBUFS error \n");

  • //return -1;

  • }

  • 6.申请物理内存

  • 将申请到的帧缓冲映射到用户空间,这样就可以直接操作采集到的帧了,而不必去复制。将申请到的帧缓冲全部入队列,以便存放采集到的数据.VIDIOC_QBUF,struct v4l2_buffer

  • VideoBuffer* buffers = calloc( req.count, sizeof(VideoBuffer) );

  • printf("sizeof(VideoBuffer) is %d\n",sizeof(VideoBuffer));

  • struct v4l2_buffer buf;

  • for (numBufs = 0; numBufs < req.count; numBufs++)

  • {

  • memset( buf, 0, sizeof(buf) );

  • buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

  • buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;

  • buf.index = numBufs;

  • if (ioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, buf) < 0)

  • {

  • printf("VIDIOC_QUERYBUF error\n");

  • //return -1;

  • }

  • printf("buf len is %d\n",sizeof(buf));

  • //内存映射

  • buffers[numBufs].length = buf.length;

  • buffers[numBufs].offset = (size_t) buf.m.offset;

  • buffers[numBufs].start = mmap (NULL, buf.length,PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, buf.m.offset);

  • printf("buffers.length = %d,buffers.offset = %d ,buffers.start[0] = %d\n",buffers[numBufs].length,buffers[numBufs].offset,buffers[numBufs].start[0]);

  • printf("buf2 len is %d\n",sizeof(buffers[numBufs].start));

  • if (buffers[numBufs].start == MAP_FAILED)

  • {

  • perror("buffers error\n");

  • //return -1;

  • }

  • if (ioctl (fd, VIDIOC_QBUF, buf) < 0)

  • {

  • printf("VIDIOC_QBUF error\n");

  • //return -1;

  • }

  • }

  • 7. 开始的采集。

  • enum v4l2_buf_type type;

  • type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

  • if (ioctl (fd, VIDIOC_STREAMON, type) < 0)

  • {

  • printf("VIDIOC_STREAMON error\n");

  • // return -1;

  • }

  • 8. 出队列以取得已采集数据的帧缓冲,取得原始采集数据。VIDIOC_DQBUF, 将缓冲重新入队列尾,这样可以循环采集。VIDIOC_QBUF

  • if (ioctl(fd, VIDIOC_DQBUF, buf) < 0)

  • {

  • perror("VIDIOC_DQBUF failed.\n");

  • //return -1;

  • }

  • buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

  • buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;

  • unsigned char *ptcur = buffers[numBufs].start;

  • DEBUG("buf.bytesused = %d \n",buf.bytesused);

  • int i1;

  • for(i1=0; i1

  • {

  • if((buffers[numBufs].start[i1] == 0xFF) (buffers[numBufs].start[i1+1] == 0xC4))

  • {

  • DEBUG("huffman table finded! \nbuf.bytesused = %d\nFFC4 = %d \n",buf.bytesused,i1);

  • break;

  • }

  • }

  • if(i1 == buf.bytesused)printf("huffman table don't exist! \n");

  • int i;

  • for(i=0; i

  • {

  • if((buffers[numBufs].start[i] == 0xFF) (buffers[numBufs].start[i+1] == 0xD8)) break;

  • ptcur++;

  • }

  • DEBUG("i=%d,FF=%02x,D8=%02x\n",i,buffers[numBufs].start[i],buffers[numBufs].start[i+1]);

  • int imagesize =buf.bytesused - i;

  • DEBUG("buf.bytesused = %d \n",buf.bytesused);

  • DEBUG ("imagesize = %d \n",imagesize);

  • 9. 停止的采集。VIDIOC_STREAMOFF

  • 10. 关闭设备。close(fd);

怎样在嵌入式Linux系统中使用摄像头

我觉得linux下无论是USB也好,网卡也好,你的摄像头也好,入门首先要做得就是驱动,因为这些东西最基本的地方就在于驱动程序的设计,而现在网上有关驱动的源码相当成熟,无论是USB还是摄像头,都有可执行的C代码,(可能因为linux是开源的缘故),接下来我建议你做的就是下载下经典的驱动源码,然后简化之,将不是必须的、附加的模块去掉,这个过程一开始是很痛苦的,但是它最大的好处是通过你的删减过程你会完全了解该驱动的构架,最最基本的构架,你会明白摄像头驱动所需要的所有模块,这样底层的东西明了了,上层的模块化设计、接口定义都能做到有的放矢

V4L2的编程

v4L2是针对uvc免驱usb设备的编程框架 ,主要用于采集usb摄像头等,编程模式如下: 打开视频设备后,可以设置该视频设备的属性,例如裁剪、缩放等。这一步是可选的。在Linux编程中,一般使用ioctl函数来对设备的I/O通道进行管理:
extern int ioctl (int __fd, unsigned long int __request, …) __THROW;
__fd:设备的ID,例如刚才用open函数打开视频通道后返回的cameraFd;
__request:具体的命令标志符。
在进行V4L2开发中,一般会用到以下的命令标志符:
VIDIOC_REQBUFS:分配内存
VIDIOC_QUERYBUF:把VIDIOC_REQBUFS中分配的数据缓存转换成物理地址
VIDIOC_QUERYCAP:查询驱动功能
VIDIOC_ENUM_FMT:获取当前驱动支持的视频格式
VIDIOC_S_FMT:设置当前驱动的频捕获格式
VIDIOC_G_FMT:读取当前驱动的频捕获格式
VIDIOC_TRY_FMT:验证当前驱动的显示格式
VIDIOC_CROPCAP:查询驱动的修剪能力
VIDIOC_S_CROP:设置视频信号的边框
VIDIOC_G_CROP:读取视频信号的边框
VIDIOC_QBUF:把数据放回缓存队列
VIDIOC_DQBUF:把数据从缓存中读取出来
VIDIOC_STREAMON:开始视频显示函数
VIDIOC_STREAMOFF:结束视频显示函数
VIDIOC_QUERYSTD:检查当前视频设备支持的标准,例如PAL或NTSC。
这些IO调用,有些是必须的,有些是可选择的。 1. 打开设备文件。
int fd=open(”/dev/video0″,O_RDWR);
2. 取得设备的capability,看看设备具有什么功能,比如是否具有视频输入,或者音频输入输出等。VIDIOC_QUERYCAP,struct v4l2_capability
v4l2_std_id std;
do {
ret= ioctl(fd, VIDIOC_QUERYSTD, &std);
} while (ret == -1 && errno == EAGAIN);
switch (std) {
case V4L2_STD_NTSC:
//……
case V4L2_STD_PAL:
//……
}
3. 选择视频输入,一个视频设备可以有多个视频输入。VIDIOC_S_INPUT,struct v4l2_input(可不要)
4. 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。
VIDIOC_S_STD,VIDIOC_S_FMT,struct v4l2_std_id,struct v4l2_format
struct v4l2_format fmt;
/*
v4l2_format 结构如下:
struct v4l2_format
{
enum v4l2_buf_type type; // 数据流类型,必须永远是V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE
union
{
struct v4l2_pix_format pix;
struct v4l2_window win;
struct v4l2_vbi_format vbi;
__u8 raw_data[200];
} fmt;
};
struct v4l2_pix_format
{
__u32 width; // 宽,必须是16 的倍数
__u32 height; // 高,必须是16 的倍数
__u32 pixelformat; // 视频数据存储类型,例如是YUV 4 :2 :2 还是RGB
enum v4l2_field field;
__u32 bytesperline;
__u32 sizeimage;
enum v4l2_colorspace colorspace;
__u32 priv;
};
*/
样例:
memset ( &fmt, 0, sizeof(fmt) );
fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
fmt.fmt.pix.width = 320;
fmt.fmt.pix.height = 240;
fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_JPEG;
if (ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt) < 0)
{
printf(set format failed\n);
//return 0;
}
5. 向驱动申请帧缓冲,一般不超过5个。struct v4l2_requestbuffers
struct v4l2_requestbuffers
{
__u32 count; // 缓存数量,也就是说在缓存队列里保持多少张照片
enum v4l2_buf_type type; // 数据流类型,必须永远是V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE
enum v4l2_memory memory; // V4L2_MEMORY_MMAP 或 V4L2_MEMORY_USERPTR
__u32 reserved[2];
};
样例:
struct v4l2_requestbuffers req;
memset(&req, 0, sizeof (req));
req.count = 4;
req.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
if (ioctl(fd,VIDIOC_REQBUFS,&req) == -1)
{
perror(VIDIOC_REQBUFS error \n);
//return -1;
}
6.申请物理内存
将申请到的帧缓冲映射到用户空间,这样就可以直接操作采集到的帧了,而不必去复制。将申请到的帧缓冲全部入队列,以便存放采集到的数据.VIDIOC_QBUF,struct v4l2_buffer
VideoBuffer* buffers = calloc( req.count, sizeof(VideoBuffer) );
printf(sizeof(VideoBuffer) is %d\n,sizeof(VideoBuffer));
struct v4l2_buffer buf;
for (numBufs = 0; numBufs < req.count; numBufs++)
{
memset( &buf, 0, sizeof(buf) );
buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
buf.index = numBufs;
if (ioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf) < 0)
{
printf(VIDIOC_QUERYBUF error\n);
//return -1;
}
printf(buf len is %d\n,sizeof(buf));
//内存映射
buffers[numBufs].length = buf.length;
buffers[numBufs].offset = (size_t) buf.m.offset;
buffers[numBufs].start = mmap (NULL, buf.length,PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, buf.m.offset);
printf(buffers.length = %d,buffers.offset = %d ,buffers.start[0] = %d\n,buffers[numBufs].length,buffers[numBufs].offset,buffers[numBufs].start[0]);
printf(buf2 len is %d\n,sizeof(buffers[numBufs].start));
if (buffers[numBufs].start == MAP_FAILED)
{
perror(buffers error\n);
//return -1;
}
if (ioctl (fd, VIDIOC_QBUF, &buf) < 0)
{
printf(VIDIOC_QBUF error\n);
//return -1;
}
}
7. 开始视频的采集。
enum v4l2_buf_type type;
type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
if (ioctl (fd, VIDIOC_STREAMON, &type) < 0)
{
printf(VIDIOC_STREAMON error\n);
// return -1;
}
8. 出队列以取得已采集数据的帧缓冲,取得原始采集数据。VIDIOC_DQBUF, 将缓冲重新入队列尾,这样可以循环采集。VIDIOC_QBUF
if (ioctl(fd, VIDIOC_DQBUF, &buf) < 0)
{
perror(VIDIOC_DQBUF failed.\n);
//return -1;
}
buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
unsigned char *ptcur = buffers[numBufs].start;
DEBUG(buf.bytesused = %d \n,buf.bytesused);
int i1;
for(i1=0; i1{
if((buffers[numBufs].start[i1] == 0x000000FF) && (buffers[numBufs].start[i1+1] == 0x000000C4))
{
DEBUG(huffman table finded! \nbuf.bytesused = %d\nFFC4 = %d \n,buf.bytesused,i1);
break;
}
}
if(i1 == buf.bytesused)printf(huffman table don't exist! \n);
int i;
for(i=0; i{
if((buffers[numBufs].start[i] == 0x000000FF) && (buffers[numBufs].start[i+1] == 0x000000D8)) break;
ptcur++;
}
DEBUG(i=%d,FF=%02x,D8=%02x\n,i,buffers[numBufs].start[i],buffers[numBufs].start[i+1]);
int imagesize =buf.bytesused - i;
DEBUG(buf.bytesused = %d \n,buf.bytesused);
DEBUG (imagesize = %d \n,imagesize);
9. 停止视频的采集。VIDIOC_STREAMOFF
10. 关闭视频设备。close(fd);

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标签:linux 信息技术 v4l2 编程

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