作者：武汉华嵌-嵌入式培训中心  吴老师

Linux下V4L2编程小结

一．设置采集方式，格式 常用命令标志

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：把数据从缓存中读取出来

VIDIOC_DQBUF：把数据放回缓存队列

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。

二.一般操作流程(视频设备)

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 ，并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。VIDIOC_STREAMON

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);