Video4linux 解析(轉)

Video4linux 解析(轉)[@more@]•Video4linux（簡稱V4L),是linux中關於影片裝置的核心驅動。

•現在已有Video4linux2，還未加入linux核心，使用需自己下載補丁

•在Linux中，影片裝置是裝置檔案，可以像訪問普通檔案一樣對其進行讀寫

•攝像頭在/dev/video0下

1.開啟影片裝置：

2. 讀取裝置資訊

3.更改裝置當前設定（如果有必要）

4.進行影片採集，兩種方法: (都沒成功）L

1.記憶體對映

2.直接從裝置讀取

5.對採集的影片進行處理（沒做）

6.關閉影片裝置。





為程式定義的資料結構



•typedef struct v4l_struct

•{

• int fd;

• struct video_capability capability;

• struct video_channel channel[4];

• struct video_picture picture;

• struct video_window window;

• struct video_capture capture;

• struct video_buffer buffer;

• struct video_mmap mmap;

• struct video_mbuf mbuf;

• unsigned char *map;

• int frame;

• int framestat[2];

•}vd;





•1. video_capability

•包含裝置的基本資訊（裝置名稱、支援的最大最小解析度、訊號源資訊等）

•包含的分量：

•name[32] //裝置名稱

•maxwidth ，maxheight，minwidth，minheight

•Channels //訊號源個數

•type //是否能capture，彩色還是黑白，是否 能裁剪等等。 值如VID_TYPE_CAPTURE等



2 •video_picture

•裝置採集的圖象的各種屬性

•brightness 0~65535

•hue

•colour

•contrast

•whiteness

•depth // 24

•palette //VIDEO_PALETTE_RGB24

3•video_channel 關於各個訊號源的屬性

Channel //訊號源的編號

name

tuners

Type VIDEO_TYPE_TV | IDEO_TYPE_CAMERA

Norm 制式

4

•video_window //包含關於capture area的資訊

x x windows 中的座標.

y x windows 中的座標.

width The width of the image capture.

height The height of the image capture.

chromakey A host order RGB32 value for the chroma key.

flags Additional capture flags.

clips A list of clipping rectangles. (Set only)

clipcount The number of clipping rectangles. (Set only)





5 •video_mbuf

利用mmap進行對映的幀的資訊

size //每幀大小

Frames //最多支援的幀數

Offsets //每幀相對基址的偏移

6 •video_buffer 最底層對buffer的描述

void *baseBase physical address of the buffer

int height Height of the frame buffer

int widthWidth of the frame buffer

int depthDepth of the frame buffer

int bytesperline Number of bytes of memory between the start of two adjacent lines

實際顯示的部分一般比它描述的部分小

7 •video_mmap //用於mmap



關鍵步驟介紹

•初始化階段做的工作

•int ioctl(int fd, ind cmd, …) input output control 的縮寫

•用於和裝置進行“對話”。

•如果驅動程式提供了對ioctl的支 持，使用者就可以在使用者程式中使用ioctl函式控制裝置的I/O通道。

•fd：裝置的檔案描述符，cmd:使用者程式對裝置的控制命令 ，.省略號一般是一個表示型別長度的引數，也可以沒有。

•1.開啟影片：

•Open（”/dev/video0”，vdàfd);

•關閉影片裝置用close（”/dev/video0”，vdàfd);

•2. 讀video_capability 中資訊

•ioctl(vd->fd, VIDIOCGCAP, &(vd->capability))

•成功後可讀取vd->capability各分量 eg.

•Printf（”maxwidth = %d”vd->capability .maxwidth）;







•3.讀video_picture中資訊

•ioctl(vd->fd, VIDIOCGPICT, &(vd->picture))；

•

•

•4.改變video_picture中分量的值

•先為分量賦新值，再呼叫VIDIOCSPICT

•Eg.

•vd->picture.colour = 65535;

•if(ioctl(vd->fd, VIDIOCSPICT, &(vd->picture)) < 0)

• {

• perror("VIDIOCSPICT");

• return -1;

• }



••5.初始化channel

•必須先做得到vd->capability中的資訊

•for (i = 0; i < vd->capability.channels; i++)

• {

• vd->channel.channel = i;

• if (ioctl(vd->fd, VIDIOCGCHAN, &(vd->channel)) < 0)

• {

• perror("v4l_get_channel:");

• return -1;

• }

• }

•擷取圖象的第一種方法：用mmap（記憶體對映）方式擷取影片

•mmap( )系統呼叫使得程式之間透過對映同一個普通檔案實現共享記憶體。普通檔案被對映到程式地址空間後，程式可以向訪問普通記憶體一樣對檔案進行訪問，不必再呼叫read()，write（）等操作。

•兩個不同程式A、B共享記憶體的意思是，同一塊實體記憶體被對映到程式A、B各自的程式地址空間。程式A可以即時看到程式B對共享記憶體中資料的更新，反之亦然

•採用共享記憶體通訊的一個顯而易見的好處是效率高，因為程式可以直接讀寫記憶體，而不需要任何資料的複製

•1.設定picture的屬性

•2. 初始化video_mbuf，以得到所對映的buffer的資訊

–ioctl(vd->fd, VIDIOCGMBUF, &(vd->mbuf))



••3.可以修改video_mmap和幀狀態的當前設定

• Eg. vd->mmap.format = VIDEO_PALETTE_RGB24

• vd->framestat[0] = vd->framestat[1] = 0; vd->frame = 0;

•

•4.將mmap與video_mbuf繫結

•void* mmap ( void * addr , size_t len , int prot , int flags , int fd , off_t offset )

•len //對映到呼叫程式地址空間的位元組數，它從被對映檔案開頭 offset個位元組開始算起

•Prot //指定共享記憶體的訪問許可權 PROT_READ（可 讀） , PROT_WRITE （可寫）, PROT_EXEC （可執行）

•flags // MAP_SHARED MAP_PRIVATE中必選一個

• // MAP_ FIXED不推薦使用

•

••addr //共記憶體享的起始地址，一般設0，表示由系統分配

•Mmap( ) 返回值是系統實際分配的起始地址

•if((vd->map = (unsigned char*)mmap(0, vd->mbuf.size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, vd->fd, 0)) < 0)

• {

• perror("v4l_mmap mmap:");

• return -1;

• }

•

•4.Mmap方式下真正做影片擷取的 VIDIOCMCAPTURE

•ioctl(vd->fd, VIDIOCMCAPTURE, &(vd->mmap)) ;

•若呼叫成功，開始一幀的擷取，是非阻塞的，

•是否擷取完畢留給VIDIOCSYNC來判斷

••5. 呼叫VIDIOCSYNC等待一幀擷取結束

•if(ioctl(vd->fd, VIDIOCSYNC, &frame) < 0)

• {

• perror("v4l_sync:VIDIOCSYNC");

• return -1;

• }

•若成功，表明一幀擷取已完成。可以開始做下一次 VIDIOCMCAPTURE

•frame是當前擷取的幀的序號。

••關於雙緩衝：

•video_bmuf bmuf.frames = 2;

•一幀被處理時可以採集另一幀

• int frame; //當前採集的是哪一幀

• int framestat[2]; //幀的狀態 沒開始採集|等待 採集結束

•幀的地址由

•vd->map + vd->mbuf.offsets[vd->frame]得到

•

•採集工作結束後呼叫munmap取消繫結

•munmap(vd->map, vd->mbuf.size)

•關於mmap過程的總結：

•1.得到圖象的資訊

•2.初始化video_mbuf VIDIOCGMBUF

•3. video_mbuf與mmap繫結 mmap（）

•4. 可以修改video_mmap和幀狀態的當前設定

• Eg. vd->mmap.format = VIDEO_PALETTE_RGB24

• vd->framestat[0] = vd->framestat[1] = 0; vd->frame = 0;

•Loop：

•{

• if（framestat[幀號] = 0）

VIDIOCMCAPTURE( ); // 開始 擷取，置framestat[幀號] = 1

if（framestat[幀號] = 1）

VIDIOCSYNC( ); //等待擷取完成，置framestat[幀號] = 0

對採集的幀做處理；//幀地址是vd->map + vd->mbuf.offsets[vd->frame]

幀號 = 幀號 ^ 1;

}