嵌入式視頻采集編程思路

【1】linux 內(nèi)核有video for linux簡稱V4L。V4L是Linux影像系統(tǒng)與嵌入式影像的基礎(chǔ)，是Linux kernel里支持影像設(shè)備的一組APIs，配合適當(dāng)?shù)?strong>視頻采集卡與視頻采集卡驅(qū)動(dòng)程序，V4L可以實(shí)現(xiàn)影像采集、AM/FM無線廣播、影像CODEC、頻道切換等功能。目前，V4L主要應(yīng)用在影像串流系統(tǒng)與嵌入式影像系統(tǒng)里，其應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，例如：遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻會(huì)議、視頻監(jiān)控、可視電話等。V4L為2層式架構(gòu)，最上層為V4L驅(qū)動(dòng)程序，最下層則是影像設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。

　　【2】接上USB攝像頭，硬件設(shè)備在linux下都是作為文件訪問，所以只需在/dev/下查找，一般情況下為video0。當(dāng)攝像機(jī)通過USB接口連接到視頻采集終端后，在程序中調(diào)用V4L APIs對(duì)設(shè)備文件video0的讀操作即可實(shí)現(xiàn)攝像頭視頻數(shù)據(jù)采集。其主要過程如下：

　　1) 打開設(shè)備文件： int v4l_open(char *dev, v4l_device *vd){}打開影像源的設(shè)備文件;

　　2) 初始化picture： int v4l_get_picture(v4l_device *vd){} 獲取輸入的影像信息;

　　3) 初始化channel：int v4l_get_channels(v4l_device *vd){} 獲取每個(gè)channel的信息;

　　4) 對(duì)channel設(shè)置norm：int v4l_set_norm(v4l_device *vd, int norm){} 對(duì)所有的channel設(shè)置norm;

　　5) 設(shè)備地址映射：v4l_mmap_init(v4l_device *vd){} 返回存放圖像數(shù)據(jù)的地址;

　　6) 初始化mmap緩沖區(qū)： int v4l_grab_init(v4l_device *vd, int width, int height){};

　　7) 視頻捕獲同步： int v4l_grab_sync(v4l_device *vd){};

　　8) 視頻捕獲： int device_grab_frame(){}。

　　針對(duì)USB攝像頭設(shè)備文件/dev/video0的視頻采集程序流程，首先調(diào)用V4L_open()函數(shù)打開視頻設(shè)備，設(shè)備文件開啟成功后使用V4L_ get_capability()讀取設(shè)備信息，然后選擇相應(yīng)的視頻采【集方式進(jìn)行視頻采集并對(duì)采集的圖像進(jìn)行處理，最后調(diào)用V4L_close()函數(shù)關(guān)閉視頻設(shè)備文件。其中的視頻采集方式有兩種，一種是read()直接讀取方式，另外一種是mmap()內(nèi)存映射方式。mmap()方式下進(jìn)程之間通過映射同一個(gè)文件實(shí)現(xiàn)內(nèi)存共享，各進(jìn)程可以像訪問普通內(nèi)存一樣對(duì)文件進(jìn)行訪問。此外，mmap()方式加速了I/O訪問，提高了效率，故常選用內(nèi)存映射方式獲取視頻。

　　Video for Linux支持的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其用途：

　　video_capability：設(shè)備的基本信息(設(shè)備名稱、支持的分辨率等);

　　video_picture：采集的圖像的各種屬性;

　　video_channel：各個(gè)信號(hào)源的屬性;

　　video_windows：包含采集區(qū)域的信息;

　　video_mbuf：利用mmap映射的幀的信息;

　　video_mmap：用于mmap方式。

　　通過以上操作，即可將攝像機(jī)視頻數(shù)據(jù)采集到內(nèi)存。采集到內(nèi)存的視頻數(shù)據(jù)既可采用文件的形式保存，也可將其壓縮后通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布到Internet。