linux下V4L2的USB摄像头四幅图像采集
//#Rockie Cheng
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#define CLEAR(x) memset (&(x), 0, sizeof (x)) //宏定义清楚
struct buffer {
void * start;
size_t length; }; //定义一个buffer结构体，这个结构体用于盛放申请到的内存首地址和长度
static char *dev_name = "/dev/video0";//摄像头设备名
static int fd = -1; //文件描述符fd
struct buffer *buffers = NULL; static unsigned int n_buffers = 0; FILE *file_fd; //
static unsigned long file_length; static unsigned char *file_name;
//获取一帧数据，
static int read_frame (void) {
struct v4l2_buffer buf; //用于盛放一帧数据的信息
unsigned int i;
CLEAR (buf);
buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP; int ff = ioctl (fd, VIDIOC_DQBUF, &buf); //从视频缓冲区的输出队列中取得一个已经保存有一帧视频数据的视频缓冲区
if(ff<0)
printf("failture\n"); //出列采集的帧缓冲
assert (buf.index < n_buffers);
printf ("buf.index dq is %d,\n",buf.index); fwrite(buffers[buf.index].start, buffers[buf.index].length, 1, file_fd); //将其写入文件中 ff=ioctl (fd, VIDIOC_QBUF, &buf); //再将其入列，投放一个空的视频缓冲区到视频缓冲区输入队列中
if(ff<0)
printf("failture VIDIOC_QBUF\n"); return 1;
}
//主函数
int main (int argc,char ** argv) {
struct v4l2_capability cap;
/*储存了硬件的信息，由驱动填写各个元素的值，包含:驱动名称，硬件名称，版本号， 硬件支持的功能:V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE(支持视频捕捉接口)*/ struct v4l2_format fmt;
/*流数据的格式，
struct v4l2_format
{
enum v4l2_buf_type type;
union
{
struct v4l2_pix_format pix;
// V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE包含每幅图片的一行，一列所占的像素个数，width和heigth;
//像素格式与压缩类型pixelformat;一幅图像的数据所用的最大字节数imagesize=bytesline*heigth
struct v4l2_window win; // V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OVERLAY
struct v4l2_vbi_format vbi; // V4L2_BUF_TYPE_VBI_CAPTURE
struct v4l2_sliced_vbi_format sliced; // V4L2_BUF_TYPE_SLICED_VBI_CAPTURE
__u8 raw_data[200]; // user-defined } fmt;
};
*/
unsigned int i;
enum v4l2_buf_type type;
//所申请的缓冲区的类型，与struct v4l2_format和struct v4l2_requestbuffers结构体中的type
一样，
//由用户定义，比如可以为V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE file_fd = fopen("test-mmap.jpg", "w");//以只写方式打开文件,返回值是锁打开的文件的首地址 fd = open (dev_name, O_RDWR | O_NONBLOCK, 0);//打开摄像头设备，无阻塞方式打开 int ff=ioctl (fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap);//获取硬件的参数，结构会存放在cap中，这是由驱动自动填写的
if(ff<0)
printf("failture VIDIOC_QUERYCAP\n"); struct v4l2_fmtdesc fmt1;
int ret;
memset(&fmt1, 0, sizeof(fmt1)); fmt1.index = 0;
fmt1.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; while ((ret = ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &fmt1)) == 0) //获取当前驱动支持的视频格式 {
fmt1.index++;
printf("{ pixelformat = '%c%c%c%c', description = '%s' }\n",fmt1.pixelformat & 0xFF,
(fmt1.pixelformat >> 8) & 0xFF,(fmt1.pixelformat >> 16) & 0xFF, (fmt1.pixelformat >> 24) &
0xFF,fmt1.description); }
CLEAR (fmt);
fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; fmt.fmt.pix.width = 640;
fmt.fmt.pix.height = 480;
fmt.fmt.pix.pixelformat =
V4L2_PIX_FMT_YUYV;//V4L2_PIX_FMT_YUYV;//V4L2_PIX_FMT_YVU420;//V4L2_PIX_
FMT_YUYV;图像的帧格式确定以后，就可以计算出图像的大小
fmt.fmt.pix.field = V4L2_FIELD_INTERLACED; //场交错
ff = ioctl (fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt); //设置图像格式，将上面设置的帧格式写到fmt这个结构体中
if(ff<0)
printf("failture VIDIOC_S_FMT\n"); file_length = fmt.fmt.pix.bytesperline * fmt.fmt.pix.height; //计算图片大小
struct v4l2_requestbuffers req; /*
struct v4l2_requestbuffers
__u32 count; //这个成员只为了给mmap使用，保存需要请求的缓冲区的个数 enum v4l2_buf_type type; //所申请的缓冲区的类型，与struct v4l2_format和struct v4l2_requestbuffers结构体中的type一样，
//由用户定义，比如可以为
V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE
enum v4l2_memory memory; //设置内存的访问形式V4L2_MEMORY_MMAP or V4L2_MEMORY_USERPTR.
__u32 reserved[2]; //保留
*/
CLEAR (req);
req.count = 1; //申请1个缓冲区
req.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; //必须为这个格式 req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP; //内存访问形式为mmap ioctl (fd, VIDIOC_REQBUFS, &req); //申请缓冲，count是申请的数量
if(ff<0)
printf("failture VIDIOC_REQBUFS\n"); if (req.count < 1)
printf("Insufficient buffer memory\n"); buffers = calloc (req.count, sizeof (*buffers));//分配连续的内存给刚才申请的缓冲区，并且初始化为0，返回值是首地址(物理地址)
for (n_buffers = 0; n_buffers < req.count; ++n_buffers)
{
struct v4l2_buffer buf; //驱动中的一帧，每帧的大小有驱动填写，从上面的pix.imagesize传过来
/*
struct v4l2_buffer
{
__u32 index;
enum v4l2_buf_type type; //必须为V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE __u32 bytesused; //已用的字节数
__u32 flags; //
enum v4l2_field field; //
struct timeval timestamp; //
struct v4l2_timecode timecode; // __u32 sequence; //内存分配的顺序
enum v4l2_memory memory;
union {
__u32 offset;
unsigned long userptr;
} m;
__u32 length;
__u32 input;
__u32 reserved;
};
*/
CLEAR (buf);
buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
buf.index = n_buffers;
if (-1 == ioctl (fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf)) //调用这个command以后，驱动将填写buf结构体的index，length，type，offset等元素
printf ("VIDIOC_QUERYBUF error\n");
buffers[n_buffers].length = buf.length;
buffers[n_buffers].start = mmap (NULL,buf.length,PROT_READ |
PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd, buf.m.offset);
//通过mmap建立映射关系。NULL: /* start anywhere */。PROT_READ | PROT_WRITE :/* required */。这个函数将申请到的的物理地址转化成虚拟地址保存在buffers里面
if (MAP_FAILED == buffers[n_buffers].start)
printf ("mmap failed\n");
}
for (i = 0; i < n_buffers; ++i) {
struct v4l2_buffer buf;
CLEAR (buf);
buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
buf.index = i; //只需要填写这三个参数就可以
if (-1 == ioctl (fd, VIDIOC_QBUF, &buf))//申请到的缓冲进入列队
printf ("VIDIOC_QBUF failed\n"); }
type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; if (-1 == ioctl (fd, VIDIOC_STREAMON, &type)) //开始捕捉图像数据
printf ("VIDIOC_STREAMON failed\n"); for (;;) //这一段涉及到异步IO
{
fd_set fds; //定义一个文件描述符的集合
struct timeval tv;
int r;
FD_ZERO (&fds);//将指定的文件描述符集清空，在对文件描述符集合进行设置前，必须对其进行初始化，如果不清空，由于在系统分配内存空间后，通常并不作清空处理，所以结果是不可知的。
FD_SET (fd, &fds);//在文件描述符集合中增加一个新的文件描述符
/* Timeout. */
tv.tv_sec = 2;
tv.tv_usec = 0;
r = select (fd + 1, &fds, NULL, NULL, &tv);//判断是否可读(即摄像头是否准备好)，tv是定时
if (-1 == r) { //出错
if (EINTR == errno)
continue;
printf ("select err\n");
}
if (0 == r) { //指定时间里面没有发生变化
fprintf (stderr, "select timeout\n");
exit (EXIT_FAILURE);
}
//如果上面两种情况都没有发生就说明出现了可读的信息，说明这个需要检测的可读的文件描述符为1
if (read_frame ())//如果可读，执行read_frame ()函数，并跳出循环
break;
}
unmap:
for (i = 0; i < n_buffers; ++i)
if (-1 == munmap (buffers[i].start, buffers[i].length))
printf ("munmap error");
type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
if (-1 == ioctl(fd, VIDIOC_STREAMOFF, &type))
printf("VIDIOC_STREAMOFF");
close (fd);
fclose (file_fd);
exit (EXIT_SUCCESS);
return 0;
}
浙公网安备 33021202002483