嵌入式視頻采集編程思路

【1】linux 內核有video for linux簡(jiǎn)稱(chēng)V4L。V4L是Linux影像系統與嵌入式影像的基礎，是Linux kernel里支持影像設備的一組APIs，配合適當的視頻采集卡與視頻采集卡驅動(dòng)程序，V4L可以實(shí)現影像采集、AM/FM無(wú)線(xiàn)廣播、影像CODEC、頻道切換等功能。目前，V4L主要應用在影像串流系統與嵌入式影像系統里，其應用范圍相當廣泛，例如：遠程教學(xué)、遠程醫療、視頻會(huì )議、視頻監控、可視電話(huà)等。V4L為2層式架構，最上層為V4L驅動(dòng)程序，最下層則是影像設備驅動(dòng)程序。

　　【2】接上USB攝像頭，硬件設備在linux下都是作為文件訪(fǎng)問(wèn)，所以只需在/dev/下查找，一般情況下為video0。當攝像機通過(guò)USB接口連接到視頻采集終端后，在程序中調用V4L APIs對設備文件video0的讀操作即可實(shí)現攝像頭視頻數據采集。其主要過(guò)程如下：

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

　　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channel設置norm：int v4l_set_norm(v4l_device *vd, int norm){} 對所有的channel設置norm;

　　5) 設備地址映射：v4l_mmap_init(v4l_device *vd){} 返回存放圖像數據的地址;

　　6) 初始化mmap緩沖區： 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USB攝像頭設備文件/dev/video0的視頻采集程序流程，首先調用V4L_open()函數打開(kāi)視頻設備，設備文件開(kāi)啟成功后使用V4L_ get_capability()讀取設備信息，然后選擇相應的視頻采【集方式進(jìn)行視頻采集并對采集的圖像進(jìn)行處理，最后調用V4L_close()函數關(guān)閉視頻設備文件。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()內存映射方式。mmap()方式下進(jìn)程之間通過(guò)映射同一個(gè)文件實(shí)現內存共享，各進(jìn)程可以像訪(fǎng)問(wèn)普通內存一樣對文件進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。此外，mmap()方式加速了I/O訪(fǎng)問(wèn)，提高了效率，故常選用內存映射方式獲取視頻。

　　Video for Linux支持的數據結構及其用途：

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

　　video_picture：采集的圖像的各種屬性;

　　video_channel：各個(gè)信號源的屬性;

　　video_windows：包含采集區域的信息;

　　video_mbuf：利用mmap映射的幀的信息;

　　video_mmap：用于mmap方式。

　　通過(guò)以上操作，即可將攝像機視頻數據采集到內存。采集到內存的視頻數據既可采用文件的形式保存，也可將其壓縮后通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)布到Internet。