C语言高级应用---操作linux下V4L2摄像头应用程序【转】

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目录(?)[-]

    采集方式
    V4L2操作流程点击这个网址说得很详细了这里不多说
    httpbaikebaiducomview5494174htm

我们都知道,想要驱动Linux下的摄像头,其实很简单,照着V4L2的手册一步步来写,很快就可以写出来,但是在写之前我们要注意改变系统的一些配置,使系统支持framebuffer,在dev下产生fb0这样的节点,这样我们才能在linux系统上操作Camera摄像头,framebuffer在之前的博文已经有说过了,这里就不再提了。

有需要了解framebuffer的那么请点击:http://baike.baidu.com/view/3351639.htm

       最重要的,我们需要改一个脚本,在/dev/grub.conf,我们来看看怎么改:

[cpp] view plain copy
print?

    # grub.conf generated by anaconda
    #
    # Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file
    # NOTICE:  You have a /boot partition.  This means that
    #          all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg.
    #          root (hd0,0)
    #          kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/sdb2
    #          initrd /initrd-[generic-]version.img
    #boot=/dev/sdb
    default=0
    timeout=5
    splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz
    hiddenmenu
    title CentOS (2.6.32-431.el6.i686)
        root (hd0,0)
        kernel /vmlinuz-2.6.32-431.el6.i686 ro root=UUID=2bc12537-d6c1-4e67-b4e5-e9c466205554 nomodeset rd_NO_LUKS  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_MD crashkernel=auto LANG=zh_CN.UTF-8 rd_NO_LVM rd_NO_DM rhgb quiet vga=0x318
        initrd /initramfs-2.6.32-431.el6.i686.img  

通常情况下,要让framebuffer生效,要加一句vga=???(这里是参数),简单介绍一下:

我写vga=0x318就是默认就设置为1024x768x24bpp模式。当然还有其它的模式:如下图,根据自己的系统来配置。
色彩     640x400     640x480     800x600     1024x768     1280x1024     1600x1200
4bits     ?     ?     0x302     ?     ?     ?
8bits     0x300     0x301     0x303     0x305     0x307     0x31C
15bits     ?     0x310     0x313     0x316     0x319     0x31D
16bits     ?     0x311     0x314     0x317     0x31A     0x31E
24bits     ?     0x312     0x315     0x318     0x31B     0x31F
32bits     ?     ?     ?     ?     ?     ?
配置完成以后,我们先来了解一下V4L2的主要功能。
V4L2就使程序有发现设备和操作设备的能力.它主要是用一系列的回调函数来实现这些功能。像设置摄像头的频率、帧频、视频压缩格式和图像参数等等。当然也可以用于其他多媒体的开发,如音频等。
但是此框架只能运行在Linux操作系统之上。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:

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:
[cpp] view plain copy
print?

    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。  

V4L2操作流程:点击这个网址,说得很详细了,这里不多说。
http://baike.baidu.com/view/5494174.htm
接下来我们来看看实战部分,下面是我自己写的程序接口,可以实现视频采集:生气
1、project.c
[cpp] view plain copy
print?

    #include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    #include <fcntl.h>
    #include "j-yuv.h"
    #include "CameralOpt.h"
    #include "FrameBufferOpt.h"  

    #define    WIDTH   640
    #define    HIGHT   480  

    int main(void)
    {
        char yuyv[WIDTH*HIGHT*2];
        char bmp[WIDTH*HIGHT*3];  

    //  set_bmp_header((struct bmp_header_t *)bmp, WIDTH, HIGHT);
        //初始化摄像头
        Init_Cameral(WIDTH , HIGHT );
        //初始化framebuffer
        Init_FrameBuffer(WIDTH , HIGHT );   

        //开启摄像头
        Start_Cameral();
        //采集一张图片
        int count = 0 ;
        while(1)
        {
            Get_Picture(yuyv);
            yuyv2rgb24(yuyv, bmp, WIDTH, HIGHT);
            Write_FrameBuffer(bmp);
    //      printf("count:%d \n" , count++);
        }
        //关闭摄像头
        Stop_Cameral();
        //关闭Framebuffer
        Exit_Framebuffer();
        //退出
        Exit_Cameral();  

        return 0;
    }  

2、juv.h
[cpp] view plain copy
print?

    #ifndef __JYUV_H
    #define __JYUV_H  

    typedef unsigned char  u8;
    typedef unsigned short u16;
    typedef unsigned int   u32;  

    #pragma pack(1)
    //定义bmp头
    struct bmp_header_t{
        u16        magic;
        u32       file_size;
        u32       RESERVED1;
        u32       offset;         //54 bytes 表示54个偏移量  

        u32       head_num;    //40
        u32       width;
        u32       height;
        u16       color_planes; //1
        u16       bit_count;
        u32       bit_compression; //0
        u32       image_size; //except the size of header
        u32       h_resolution;
        u32       v_resolution;
        u32       color_num;
        u32       important_colors;
    };  

    #pragma pack()  

    void set_bmp_header(struct bmp_header_t * header, u32 width, u32 height);
    int yuyv2rgb24(u8 *yuyv, u8 *rgb, u32 width, u32 height);  

    #endif /* __JYUV_H */   

3、juv.c
[cpp] view plain copy
print?

    #include "j-yuv.h"  

    #define BIT_COUNT   24  

    void set_bmp_header(struct bmp_header_t *header, u32 width, u32 height)
    {
        header->magic = 0x4d42;
        header->image_size = width * height * BIT_COUNT/8;
        header->file_size = header->image_size + 54;
        header->RESERVED1 = 0;
        header->offset = 54;  

        header->head_num = 40;
        header->width = width;
        header->height = height;
        header->color_planes = 1;
        header->bit_count = BIT_COUNT;
        header->bit_compression = 0;
        header->h_resolution = 0;
        header->v_resolution = 0;
        header->color_num = 0;
        header->important_colors = 0;
    }
    //yuyv转rgb24的算法实现
    int yuyv2rgb24(u8 *yuyv, u8 *rgb, u32 width, u32 height)
    {
        u32 i, in, rgb_index = 0;
        u8 y0, u0, y1, v1;
        int r, g, b;
        u32 out = 0, x, y;  

        for(in = 0; in < width * height * 2; in += 4)
        {
        y0 = yuyv[in+0];
        u0 = yuyv[in+1];
        y1 = yuyv[in+2];
        v1 = yuyv[in+3];  

        for (i = 0; i < 2; i++)
        {
            if (i)
                y = y1;
            else
                y = y0;
            r = y + (140 * (v1-128))/100;  //r
            g = y - (34 * (u0-128))/100 - (71 * (v1-128))/100; //g
            b = y + (177 * (u0-128))/100; //b
            if(r > 255)   r = 255;
                if(g > 255)   g = 255;
                if(b > 255)   b = 255;
                if(r < 0)     r = 0;
                if(g < 0)     g = 0;
                if(b < 0)     b = 0;  

            y = height - rgb_index/width -1;
            x = rgb_index%width;
            rgb[(y*width+x)*3+0] = b;
            rgb[(y*width+x)*3+1] = g;
            rgb[(y*width+x)*3+2] = r;
            rgb_index++;
        }
        }
        return 0;
    }  

4、FrameBufferOpt.c
[cpp] view plain copy
print?

    #include "FrameBufferOpt.h"  

    static int Frame_fd ;
    static int *FrameBuffer = NULL ;
    static int W , H ;  

    //初始化framebuffer
    int Init_FrameBuffer(int Width , int Higth)
    {
        W = Width ;
        H = Higth ;
        Frame_fd = open("/dev/fb" , O_RDWR);
        if(-1 == Frame_fd)
        {
            perror("open frame buffer fail");
            return -1 ;
        }  

    //根本就不用CPU搬运   用DMA做为搬运工
    FrameBuffer = mmap(0, 1280*1024*4 , PROT_READ | PROT_WRITE , MAP_SHARED , Frame_fd ,0 );
        if(FrameBuffer == (void *)-1)
        {
            perror("memory map fail");
            return -2 ;
        }
        return 0 ;
    }  

    //写入framebuffer
    int Write_FrameBuffer(const char *buffer)
    {
        int row  , col ;
        char *p = NULL ;
        for(row = 0 ; row <1024 ; row++)
        {
            for(col = 0 ; col < 1280 ;  col++)
            {
                if((row < H)  && (col < W))
                {
                    p = (char *)(buffer + (row * W+ col ) * 3);
                    FrameBuffer[row*1280+col] = RGB((unsigned char)(*(p+2)),(unsigned char)(*(p+1)),(unsigned char )(*p));
                }
            }
        }
        return 0 ;
    }  

    //退出framebuffer
    int Exit_Framebuffer(void)
    {
        munmap(FrameBuffer ,  W*H*4);
        close(Frame_fd);
        return 0 ;
    }  

5、FrameBufferOpt.h
[cpp] view plain copy
print?

    #ifndef  _FRAMEBUFFEROPT_H
    #define  _FRAMEBUFFEROPT_H  

    #include <stdio.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <unistd.h>
    #include <sys/mman.h>  

    #define    RGB(r,g,b)       ((r<<16)|(g<<8)|b)  

    //初始化ramebuffer
    int Init_FrameBuffer(int Width , int Higth);  

    //写数据到framebuffer
    int Write_FrameBuffer(const char *buffer);  

    //退出framebuffer
    int Exit_Framebuffer(void);  

    #endif //_FRAMEBUFFEROPT_H  

6、CameralOpt.h
[cpp] view plain copy
print?

    #ifndef  _CAMERALOPT_H
    #define  _CAMERALOPT_H  

    #include <stdio.h>
    #include <linux/videodev2.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <unistd.h>
    #include <string.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <errno.h>
    #include <sys/mman.h>  

    #define   COUNT  3
    //初始化摄像头
    int Init_Cameral(int Width , int Hight);
    int Exit_Cameral(void); //退出摄像头
    //摄像头开始采集
    int Start_Cameral(void);
    int Stop_Cameral(void);//停止摄像头
    //获取摄像头的数据
    int Get_Picture(char *buffer);  

    #endif  //_CAMERALOPT_H  

7、CameralOpt.c
[cpp] view plain copy
print?

    #include "CameralOpt.h"
    int video_fd ;
    int length ;
    char *yuv[COUNT] ;
    struct v4l2_buffer  enqueue  , dequeue ;  //定义出入队的操作结构体成员  

    int Init_Cameral(int Width , int Hight)
    {
        //参数检查
        char *videodevname = NULL ;
        videodevname = "/dev/video0" ;   

        //打开设备
        video_fd = open(videodevname , O_RDWR);
        if(-1 == video_fd )
        {
            perror("open video device fail");
            return -1 ;
        }  

        int i ;
        int ret ;
        struct v4l2_format  format ;
        format.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE ;
        format.fmt.pix.width  = Width;
        format.fmt.pix.height = Hight;
        format.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV ;  //我支持的格式是这个  

        ret = ioctl(video_fd , VIDIOC_S_FMT , &format);
        if(ret != 0)
        {
            perror("set video format fail");
            return -2 ;
        }  

        //申请buffer,切割成几个部分
        //3
        struct v4l2_requestbuffers  requestbuffer ;
        requestbuffer.count = COUNT ;
        requestbuffer.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE ;
        requestbuffer.memory = V4L2_MEMORY_MMAP ;   

        ret = ioctl(video_fd , VIDIOC_REQBUFS , &requestbuffer);
        if(ret != 0)
        {
            perror("request buffer fail ");
            return -3  ;
        }  

        //querybuffer
        struct v4l2_buffer querybuffer ;
        querybuffer.type =  V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE ;
        querybuffer.memory = V4L2_MEMORY_MMAP ;   

        for(i = 0 ; i < COUNT ; i++)
        {
            querybuffer.index = i ;       

            ret = ioctl(video_fd , VIDIOC_QUERYBUF , &querybuffer);
            if(ret != 0)
            {
                perror("query buffer fail");
                return -4 ;
            }  

    //      printf("index:%d length:%d  offset:%d \n" ,
    //      querybuffer.index , querybuffer.length , querybuffer.m.offset);
            length = querybuffer.length ;   

            //将摄像头内存印射到进程的内存地址
            yuv[i] = mmap(0,querybuffer.length , PROT_READ | PROT_WRITE , MAP_SHARED , video_fd , querybuffer.m.offset );  

            //列队  

            struct v4l2_buffer  queuebuffer ;
            queuebuffer.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE ;
            queuebuffer.memory =  V4L2_MEMORY_MMAP ;
            queuebuffer.index = i ;       

            ret = ioctl(video_fd , VIDIOC_QBUF , &queuebuffer);
            if(ret != 0)
            {
                perror("queuebuffer fail");
                return -5 ;
            }
        }
        //初始化入队出队
        enqueue.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE ;
        dequeue.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE ;
        enqueue.memory = V4L2_MEMORY_MMAP ;
        dequeue.memory = V4L2_MEMORY_MMAP ;   

        return 0 ;
    }  

    int Exit_Cameral(void)
    {
        int i ;
        for(i = 0 ; i < COUNT ; i++)
            munmap(yuv+i , length);
        close(video_fd);
        return 0 ;
    }  

    int Start_Cameral(void)
    {
        //开启摄像头
        int ret ;
        int on = 1 ;
        ret = ioctl(video_fd , VIDIOC_STREAMON , &on);
        if(ret != 0)
        {
            perror("start Cameral fail");
            return -1 ;
        }
        return 0 ;
    }
    int Stop_Cameral(void)
    {
        //停止摄像头
        int ret ;
        int off= 1 ;
        ret = ioctl(video_fd , VIDIOC_STREAMOFF, &off);
        if(ret != 0)
        {
            perror("stop Cameral fail");
            return -1 ;
        }
        return 0 ;
    }  

    int Get_Picture(char *buffer)
    {
        int ret ;
        //出队
        ret = ioctl(video_fd , VIDIOC_DQBUF , &dequeue);
        if(ret != 0)
        {
            perror("dequeue fail");
            return -1 ;
        }  

        //获取图片数据 YUV   yuv[dequeue.index]
        memcpy(buffer , yuv[dequeue.index] , dequeue.length);
    //  write(yuyv_fd , yuv[dequeue.index] , dequeue.length);  

        enqueue.index = dequeue.index ;
        ret = ioctl(video_fd , VIDIOC_QBUF , &enqueue);
        if(ret != 0)
        {
            perror("enqueue fail");
            return -2 ;
        }
        return 0 ;
    }  

 

时间: 2024-10-09 09:06:48

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C语言高级应用---操作linux下V4L2摄像头应用程序

我们都知道,想要驱动linux下的摄像头,其实很简单,照着V4L2的手册一步步来写,很快就可以写出来,但是在写之前我们要注意改变系统的一些配置,使系统支持framebuffer,在dev下产生fb0这样的节点,这样我们才能在linux系统上操作Camera摄像头,framebuffer在之前的博文已经有说过了,这里就不再提了. 有需要了解framebuffer的那么请点击:http://baike.baidu.com/view/3351639.htm        最重要的,我们需要改一个脚本,

windows-关于Linux下V4L2获取设置参数

问题描述 关于Linux下V4L2获取设置参数 问题描述如下: 我在linux下使用V4L2对免驱摄像头进行操作,由于项目需求,需要通过USB线获取 摄像头板的GPI的状态,这个属于扩展功能,摄像头工程师是这么做的:由于我们的摄像头的GAMMA值不会被用到,因此当摄像头板检测到GPI电平有变化时,它就将 GAMMA对应的寄存器的值设置成另外一个值,然后我通过V4L2的函数ioctl,参数为VIDIOC_G_GAMMA来获取当前的GAMMA值,但是读不到其变化.问题是,我在windows下又可以读

小工具 指令-linux下有没有可能将程序函数被像系统指令一样调用

问题描述 linux下有没有可能将程序函数被像系统指令一样调用 有没有可能将程序函数被像系统指令一样调用,就是程序在后台运行时只用终端 去调用程序里的函数,这个函数是程序的其中一部分. 意图是查看这个程序后台运行过程中里面变量的值.能否实现?谢谢!! 解决方案 if you use eclipse or .net studio to develop,you can run your project in debug mode

在linux下如何编译C++程序

一.GCC(GNU Compiler Collection)是linux下最主要的编译工具,GCC不仅功能非常强大,结构也异常灵活.它可以通过不同的前端模块来支持各种语言,如Java.Fortran.Pascal.Modula-3和Ada          g++是GCC中的一个工具,专门来编译C++语言的.          GCC的参数有:( 也是分步实现)                                   -E  让GCC在预处理结束后停止编译  g++ -E hello

Linux下时间范围判断的程序流程及其C代码实现

一.概述 在实际的软件开发项目中,经常会遇到需要判断时间范围的情况.例如,某软件要在某段时间内执行对过期数据的清理,在其它时间段不执行.为了体现程序的灵活性,一般都是在配置文件中设置时间段的始末值,这样可根据软件的实际安装环境进行配置.本文介绍判断当前时间是否在配置的时间范围内的程序流程,并给出了C代码实现.具体的需求描述如下: 在配置文件中按需配置某一开始时间和结束时间,编写程序判断当前系统时间是否在配置时间的范围之内.配置的时间格式为:HH:MM(小时:分),如08:30表示8点30分. 二

不错的linux下通用的java程序启动脚本(转载)

  转自:http://www.cnblogs.com/langtianya/p/4164151.html 虽然写起动shell的频率非常不高...但是每次要写都要对付一大堆的jar文件路径,新加jar包也必须要修改起动shell. 在网上找到一个挺好的通用shell脚本. 只需要修改一些配置变量,就可以用来做起动脚本了. 并且除了能起动.还支持关闭.重启.查看是否正在运行的功能. 原文地址:http://www.tudaxia.com/archives/10 start函数中,nohup部分其

Linux下为Node.js程序配置MySQL或Oracle数据库的方法_node.js

mysql使用安装mysql 模块: 在安装根目录 cmd命令行执行命令  npm install mysql 安装成功后. mysql数据库表 已存在的情况下. 在nodejs根目录 新建mysql.js: var sys = require('util'); var mysql=require('mysql'); console.log('正在连接MySQL...'); var http = require("http"); var server=http.createServer

Linux下查看某一个程序所使用的内存方法

在 Linux 上进行开发和运营维护的时候,免不了要查看某一个程序所占用内存的情况.有很多个命令都可以达到我们的需求,这里给大家列举几个: 1: top -p pid 查看程序的情况 2: ps -aux | grep process_name 3: cat /proc/pid/status 这里会打印出当前进程详细的情况,其中,内存是 VmRSS. 注:pid是要替换成一个id数字的.

在64位linux下编译32位程序

一般情况下我们最好是在一个平台上编译本平台的二进制程序,比如在32位平台上编译32位程序而在64位平台上编译64位程序.    现在64位的系统(这里主要指x86_64系统,包括AMD64和Intel的EM64T)已经开始广泛的使用起来了,甚至于你现在要是想买32位的处理器根本就没有.64位的系统在性能和处理能力上相对32位系统也都有很大的提高.所以现在很多用户已经选择使用64位的系统了.     有一些软件,在安装过程中需要对部分代码进行编译以便在不同的发布版本都可以很好的运行.那么当我们在6