目录
二、V4L2的应用
首页 数据库 mysql教程 V4L2驱动的移植与应用(二)

V4L2驱动的移植与应用(二)

Jun 07, 2016 pm 03:33 PM
下面 介绍 应用 简单 驱动

二、 V4L2 的应用 下面简单介绍一下 V4L2 驱动的应用流程。 1、 视频采集的基本流程 一般的,视频采集都有如下流程: 2、 打开视频设备 在 V4L2 中,视频设备被看做一个文件。使用 open 函数打开这个设备: // 用非阻塞模式打开摄像头设备 int cameraFd; cam

二、V4L2的应用

    下面简单介绍一下V4L2驱动的应用流程。

1、  视频采集的基本流程

一般的,视频采集都有如下流程:

 

 

2、  打开视频设备

V4L2中,视频设备被看做一个文件。使用open函数打开这个设备:

// 用非阻塞模式打开摄像头设备
int cameraFd;
cameraFd = open("/dev/video0", O_RDWR | O_NONBLOCK, 0);
//
如果用阻塞模式打开摄像头设备,上述代码变为:
//cameraFd = open("/dev/video0", O_RDWR, 0);

关于阻塞模式和非阻塞模式:应用程序能够使用阻塞模式或非阻塞模式打开视频设备,如果使用非阻塞模式调用视频设备,即使尚未捕获到信息,驱动依旧会把缓存(DQBUFF)里的东西返回给应用程序。

3、  设定属性及采集方式

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PALNTSC

这些IO调用,有些是必须的,有些是可选择的。

4、  检查当前视频设备支持的标准

在亚洲,一般使用PAL720X576)制式的摄像头,而欧洲一般使用NTSC720X480),使用VIDIOC_QUERYSTD来检测:

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:
        //……
}

5、  设置视频捕获格式

当检测完视频设备支持的标准后,还需要设定视频捕获格式:

struct v4l2_format    fmt;
memset ( &fmt, 0, sizeof(fmt) );
fmt.type                = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
fmt.fmt.pix.width       = 720;
fmt.fmt.pix.height      = 576;
fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV;
fmt.fmt.pix.field       = V4L2_FIELD_INTERLACED;
if (ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt) == -1) {
  return -1;
}

v4l2_format结构体定义如下:

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YUV422还是RGB
    enum v4l2_field         field;
    __u32                   bytesperline;   
    __u32                   sizeimage;
    enum v4l2_colorspace    colorspace;
    __u32                   priv;      
};

6、  分配内存

接下来可以为视频捕获分配内存:

struct v4l2_requestbuffers  req;
if (ioctl(fd, VIDIOC_REQBUFS, &req) == -1) {
  return -1;
}

v4l2_requestbuffers定义如下:

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
V4L2_MEMORY_USERPTR
    __u32               reserved[2];
};

7、  获取并记录缓存的物理空间

使用VIDIOC_REQBUFS,我们获取了req.count个缓存,下一步通过调用VIDIOC_QUERYBUF命令来获取这些缓存的地址,然后使用mmap函数转换成应用程序中的绝对地址,最后把这段缓存放入缓存队列:

 

typedef struct VideoBuffer {
    void   *start;
    size_t  length;
} VideoBuffer;

VideoBuffer*          buffers = calloc( req.count, sizeof(*buffers) );
struct v4l2_buffer    buf;

for (numBufs = 0; numBufs     memset( &buf, 0, sizeof(buf) );
    buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
    buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
    buf.index = numBufs;
    //
读取缓存

    if (ioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf) == -1) {
        return -1;
    }

    buffers[numBufs].length = buf.length;
    //
转换成相对地址
    buffers[numBufs].start = mmap(NULL, buf.length,
        PROT_READ | PROT_WRITE,
        MAP_SHARED,
        fd, buf.m.offset);

    if (buffers[numBufs].start == MAP_FAILED) {
        return -1;
    }

    //
放入缓存队列
    if (ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf) == -1) {
        return -1;
    }
}

8、  关于视频采集方式

操作系统一般把系统使用的内存划分成用户空间和内核空间,分别由应用程序管理和操作系统管理。应用程序可以直接访问内存的地址,而内核空间存放的是供内核访问的代码和数据,用户不能直接访问。v4l2捕获的数据,最初是存放在内核空间的,这意味着用户不能直接访问该段内存,必须通过某些手段来转换地址。

一共有三种视频采集方式:

1)使用readwrite方式:直接使用readwrite函数进行读写。这种方式最简单,但是这种方式会在用户空间和内核空间不断拷贝数据,同时在用户空间和内核空间占用大量内存,效率不高。

2)内存映射方式(mmap):把设备里的内存映射到应用程序中的内存控件,直接处理设备内存,这是一种有效的方式。上面的mmap函数就是使用这种方式。

3)用户指针模式:内存由用户空间的应用程序分配,并把地址传递到内核中的驱动程序,然后由v4l2驱动程序直接将数据填充到用户空间的内存中。这点需要在v4l2_requestbuffers里将memory字段设置成V4L2_MEMORY_USERPTR

第一种方式效率是最低的,后面两种方法都能提高执行的效率,但是对于mmap 方式,文档中有这样一句描述 --Remember the buffers are allocated in physical memory, as opposed to virtual memory which can be swapped out to disk. Applications should free the buffers as soon as possible with the munmap () function .(使用mmap方法的时候,buffers相当于是在内核空间中分配的,这种情况下,这些buffer是不能被交换到虚拟内存中,虽然这种方法不怎么影响读写效率,但是它一直占用着内核空间中的内存,当系统的内存有限的时候,如果同时运行有大量的进程,则对系统的整体性能会有一定的影响。)

       所以,对于三种视频采集方式的选择,推荐的顺序是 userptr mmap read-write 。当使用 mmap userptr 方式的时候,有一个环形缓冲队列的概念,这个队列中,有 n buffer ,驱动程序采集到的视频帧数据,就是存储在每个 buffer 中。在每次用 VIDIOC_DQBUF 取出一个 buffer ,并且处理完数据后,一定要用 VIDIOC_QBUF 将这个 buffer 再次放回到环形缓冲队列中。环形缓冲队列,也使得这两种视频采集方式的效率高于直接 read/write

9、  处理采集数据

V4L2有一个数据缓存,存放req.count数量的缓存数据。数据缓存采用FIFO的方式,当应用程序调用缓存数据时,缓存队列将最先采集到的视频数据缓存送出,并重新采集一张视频数据。这个过程需要用到两个ioctl命令,VIDIOC_DQBUFVIDIOC_QBUF

struct v4l2_buffer buf;
memset(&buf,0,sizeof(buf));
buf.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
buf.memory=V4L2_MEMORY_MMAP;
buf.index=0;

//读取缓存
if (ioctl(cameraFd, VIDIOC_DQBUF, &buf) == -1)
{
    return -1;
}
//…………
视频处理算法
//
重新放入缓存队列
if (ioctl(cameraFd, VIDIOC_QBUF, &buf) == -1) {

    return -1;
}

10、              关闭视频设备

使用close函数关闭一个视频设备

close(cameraFd)

(待续)

本站声明
本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

热AI工具

Undresser.AI Undress

Undresser.AI Undress

人工智能驱动的应用程序,用于创建逼真的裸体照片

AI Clothes Remover

AI Clothes Remover

用于从照片中去除衣服的在线人工智能工具。

Undress AI Tool

Undress AI Tool

免费脱衣服图片

Clothoff.io

Clothoff.io

AI脱衣机

AI Hentai Generator

AI Hentai Generator

免费生成ai无尽的。

热门文章

R.E.P.O.能量晶体解释及其做什么(黄色晶体)
2 周前 By 尊渡假赌尊渡假赌尊渡假赌
仓库:如何复兴队友
4 周前 By 尊渡假赌尊渡假赌尊渡假赌
Hello Kitty Island冒险:如何获得巨型种子
4 周前 By 尊渡假赌尊渡假赌尊渡假赌

热工具

记事本++7.3.1

记事本++7.3.1

好用且免费的代码编辑器

SublimeText3汉化版

SublimeText3汉化版

中文版,非常好用

禅工作室 13.0.1

禅工作室 13.0.1

功能强大的PHP集成开发环境

Dreamweaver CS6

Dreamweaver CS6

视觉化网页开发工具

SublimeText3 Mac版

SublimeText3 Mac版

神级代码编辑软件(SublimeText3)

罗技ghub驱动不支持win7吗?-罗技ghub驱动为什么只能安装在c盘? 罗技ghub驱动不支持win7吗?-罗技ghub驱动为什么只能安装在c盘? Mar 18, 2024 pm 05:37 PM

罗技ghub驱动是不是不支持win7?不兼容。由于Windows7已停止更新且不再是微软的主要操作系统,许多新软件不再支持它,如罗技ghub。罗技驱动的主要界面:1、软件主界面在左边,三个按钮依次是灯光,按键,灵敏度设置。2、灯光界面的设置中,一般特效比较常规,音频视觉效果是亮点,可以根据声音频率变色,根据高中低音频段来进行设置,有不同的颜色和效果。3、按键设置中,用户可以根据自己有什么特殊要求的可以在这里编辑。4、灵敏度设置里面有很多用户会有一些属于自己的设置,可以自己加DPI速度切换点,但是

PHP中箭头符号的作用及实践应用 PHP中箭头符号的作用及实践应用 Mar 22, 2024 am 11:30 AM

PHP中箭头符号的作用及实践应用在PHP中,箭头符号(->)通常用于访问对象的属性和方法。对象是PHP中面向对象编程(OOP)的基本概念之一,在实际开发中,箭头符号在操作对象时发挥着重要作用。本文将介绍箭头符号的作用以及实践应用,并提供具体的代码示例来帮助读者更好地理解。一、箭头符号的作用访问对象的属性箭头符号可以用来访问对象的属性。当我们实例化一个对

如何在iPhone中撤消从主屏幕中删除 如何在iPhone中撤消从主屏幕中删除 Apr 17, 2024 pm 07:37 PM

从主屏幕中删除了重要内容并试图将其取回?您可以通过多种方式将应用程序图标放回屏幕。我们已经讨论了您可以遵循的所有方法,并将应用程序图标放回主屏幕如何在iPhone中撤消从主屏幕中删除正如我们之前提到的,有几种方法可以在iPhone上恢复此更改。方法1–替换应用程序库中的应用程序图标您可以直接从应用程序库将应用程序图标放置在主屏幕上。第1步–横向滑动以查找应用程序库中的所有应用程序。步骤2–找到您之前删除的应用程序图标。步骤3–只需将应用程序图标从主库拖动到主屏幕上的正确位置即可。这是将应用程序图

win11没有数字签名的驱动怎么安装_Win11驱动没有数字签名的处理教程 win11没有数字签名的驱动怎么安装_Win11驱动没有数字签名的处理教程 Mar 20, 2024 pm 04:46 PM

有些用户在安装win11电脑的驱动时遇到了一些问题,电脑提示无法验证此文件的数字签名,导致无法安装驱动,这该怎么解决呢?详细请看下文介绍。1、按【Win+X】组合键,或【右键】点击任务栏上的【Windows徽标】,在打开的菜单项中,选择【运行】;2、运行窗口,输入【powershell】命令,然后按【Ctrl+Shift+Enter】以管理员权限打开WindowsPowershell窗口;3、用户账户控制窗口,你要允许此应用对你的设备进行更改吗?点击【是】;4、管理员:WindowsPowers

从入门到精通:探索Linux tee命令的各种应用场景 从入门到精通:探索Linux tee命令的各种应用场景 Mar 20, 2024 am 10:00 AM

Linuxtee命令是一个非常有用的命令行工具,它可以在不影响已有输出的情况下,将输出写入文件或者将输出送往另一个命令。在本文中,我们将深入探索Linuxtee命令的各种应用场景,从入门到精通。1.基本用法首先,我们来看一下tee命令的基本用法。tee命令的语法如下:tee[OPTION]...[FILE]...该命令会从标准输入读取数据,并将数据

花亦山心之月鹿蜀技能属性介绍 花亦山心之月鹿蜀技能属性介绍 Mar 23, 2024 pm 05:30 PM

在花亦山心之月中鹿蜀是一名SSR名士,定位是单体后排,拥有很可观的暴击率,有不少玩家对鹿蜀还不太了解,下面小编就带来了花亦山心之月鹿蜀技能属性介绍,快来看看吧。名士属性名士技能1、鹿鸣蜀中技能描述:鹿蜀出身蜀中的穷奇会,自幼习武,武艺超群。对敌方后排单体造成攻击力100%的普攻伤害,并降低目标10点怒气。技能属性:等级2:普攻伤害提升至105%。等级2:普攻伤害提升至110%,并降低目标15点怒气。等级2:普攻伤害提升至115%。等级2:普攻伤害提升至120%,并降低目标20点怒气。等级2:普攻

三星S24ai功能详细介绍 三星S24ai功能详细介绍 Jun 24, 2024 am 11:18 AM

2024是AI手机的元年,越来越多的手机集成了多项ai功能,通过ai智能技术的赋能,让我们的手机使用更加高效便捷。近日,年初发布的GalaxyS24系列再度提升了其生成式AI的体验,下面下详细的功能介绍,一起来看看吧。一、生成式AI深度赋能三星GalaxyS24系列通过GalaxyAI的赋能,带来了诸多智能化应用,这些功能与SamsungOneUI6.1深度集成,让用户可以随时获得便利的智能体验,显着提升了手机的使用效率和便捷性。由GalaxyS24系列首创的即圈即搜功能是亮点之一,用户只需长按

什么是狗狗币 什么是狗狗币 Apr 01, 2024 pm 04:46 PM

狗狗币是一种基于互联网模因创建的加密货币,没有固定的供应上限,交易时间快速,交易费用低,拥有庞大的模因社区。用途包括小额交易、打赏和慈善捐赠。然而,其无限供应量、市场波动和作为笑话币的地位也带来风险和担忧。什么是狗狗币?狗狗币是一种基于互联网模因和笑话创建的加密货币。起源和历史:2013年12月,两位软件工程师BillyMarkus和JacksonPalmer创建狗狗币。灵感来自于当时流行的"Doge"模因,一个以一只柴犬为特征的滑稽照片加上破碎英语。特征和优势:无限供应量:与比特币等其他加密货

See all articles