4. 视频编程流程及函数实现
（1）打开视频设备和输出文件：
char *devicename="/dev/video0";
if((vd->fd = open(devicename,O_RDWR))<0)
{
perror("v4l_open:");
return -1;
}//打开设备。
（2） 读取设备及图片信息
int v4l_get_capability(v4l_device *vd)
{
if(ioctl(vd->fd,VIDIOCGCAP,&(vd->capability))<0)
{
perror("v4l_get_capability:");
return -1;
}
if(ioctl(vd->fd, VIDIOCGWIN, &vd->window) != 0)
{
perror("ioctl (VIDIOCGWIN)");
return -1;
}
return 0;
}
int v4l_get_picture(v4l_device *vd)
{
if(ioctl(vd->fd,VIDIOCGPICT,&(vd->picture))<0)
{
perror("v4l_get_picture:");
return -1;
}
（3）更改当前设置
int v4l_grab_init(v4l_device *vd)
{
vd->mmap.width=320;
vd->mmap.height=240;
vd->mmap.format=VIDEO_PALETTE_YUV420;
printf("vd->mmap.format%d\n",vd->mmap.format);
vd->mmap.frame=0;
vd->framestat[0]=0;
vd->framestat[1]=0;
vd->picture.brightness=19968;
vd->picture.hue=32768;
vd->picture.colour=65535;
vd->picture.contrast=22016;
vd->picture.whiteness=26880;
vd->picture.palette=vd->mmap.format;
ioctl(vd->fd,VIDIOCSPICT,&(vd->picture));
//ioctl(vd->fd,VIDIOCGPICT,&(vd->picture));
return 0;
}
这一步非常重要，如不注意会直接导致采集失败，应注意两点，一是一定要对vd->picture.palette进行设置,且与vd->mmap.format一致，这两处的功能是设置采集到的图像格式，可根据需要格式进行设置。二是调用ioctl(vd->fd,VIDIOCSPICT,&(vd->picture))设置之后切不可再次调用ioctl(vd->fd,VIDIOCGPICT,&(vd->picture))，否则会再次恢复默认值。另外picture其他分量会影响图像的效果，可调整其值以达到最佳效果。
（4）进行视频采集（使用内存映射方法）
int v4l_mmap_init(v4l_device *vd)
{
if(ioctl(vd->fd, VIDIOCGMBUF, &vd->mbuf) == 0)
{
printf("video_mbuf:\nsize:%d\nframes:%d\noffsets:%d\n",vd->mbuf.size,
vd->mbuf.frames,vd->mbuf.offsets);
if((vd->map=mmap(0,vd->mbuf.size,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,vd->fd,0))<0)
/*将mmap与video_mbuf绑定。*/
{
perror("v4l_mmap_init:mmap");
return -1;
}
}
内存映射；关键函数void *mmap( void *addr, size_t len, int prot, int flags, int fd, off_t offset)，返回值是系统实际分配的起始地址；
各参数含义为：
len：映射到调用进程地址空间的字节数，它从被映射文件开头offset个字节开始算起；
prot：制定共享内存的访问权限 PROT_READ(可读)， PROT_WRITE（可写）， PROT_EXEC(可执行)；
Flags：MAP_SHARED , MAP_PRIVATE中必选一个，一般为前者；
Addr：共享内存的起始地址，一般设为0，表示由系统分配
int v4l_grab_start(v4l_device *vd,int frame)
{
vd->mmap.frame = frame;
if((ioctl(vd->fd,VIDIOCMCAPTURE,&(vd->mmap)))<0)
{
perror("v4l_grab_start:");
return -1;
}
vd->framestat[frame] = 1;
printf("grab_start successful\n");
return 0;
}
开始一帧的映射；
int v4l_grab_sync(v4l_device *vd,int frame)
{
if(ioctl(vd->fd,VIDIOCSYNC,&(vd->mmap.frame))<0)
{
perror("v4l_grab_sync:");
return -1;
}
vd->framestat[frame] = 0;
// printf("grab_sync successful\n");
return 0;
}
等待一帧映射结束；
unsigned char *v4l_getaddress(v4l_device *vd,int frame)
{
return (vd->map + vd->mbuf.offsets[frame]);
}
获取帧的地址；
（5）对采集的视频进行处理
if((outfile=open("/tmp/temp.YUV",O_WRONLY | O_CREAT))<0)
{
perror("open outfile error");
return -1;
}
size=(vd->mmap.width * vd->mmap.height * 3)/2;
if(write(outfile,buffer,size)<0)//将内存中的图片信息写入文件中。
{
printf("write outfile error");
return -1;
}
需要注意的是：
1. 打开输出文件的目录因该是板子上的目录，而不是PC机上的，因为程序运行是在板子上运行，所以它寻找路径是从板子上的根目录开始，而与pc机上的目录无关。
2. 对于YUV420格式，size的大小一定要正确，因为此格式图像各分量是分块排列，size错误会导致图像数据整个错误。
（6）关闭视频设备。
close(outfile);
munmap(vd->map,vd->mbuf.size);//取消映射，对应mmap。
close(vd->fd);
此处取消映射一定要在写文件之后，否则会导致数据丢失而无法写入。
单帧采集时只需设置frame=0；同时无需定义帧状态（vd->framestat[frame]）,vd->map直接得到帧数据起始地址；而连续帧采集时，由读取的vd->mbuf.frames=2可以知道内存映射时最多支持两帧，定义int vd->framestat[2]表示帧状态，用frame=0 or1表示当前为那一帧，通过改变vd->framestat和frame的值来进行双缓冲，即采集一帧时处理另一帧，同时加一个外循环达到连续多帧的采集，每帧的地址都是通过vd->map + vd->mbuf.offsets[frame]得到，值得注意的是，由于偏移地址只有vd->mbuf.offsets[0] 和 vd->mbuf.offsets[1], 在采集完下一帧之前必须将当前帧处理完毕，否则再次采集到的新数据会将当前数据覆盖。
四. 调试过程
1. 打开设备出错，
提示信息：
not such device or directory.
原因：没有建立文件节点，可先用cat/proc/devices查看到video caprure device的主设备号是81，再ls –l /dev看到video0次设备号为0.然后mknod /dev/video 0 c 81 0;建立设备节点。
Open v4l::No such devices
Mknod后用cat查看还是没有81设备号；
原因：编译内核时/home/xiyong/bcng2440/linux-bcng2440-xiyong/drivers/media/video目录下
videodev.c程序没有改动，
以前的代码是通过MODULE的方式运行的，
#ifdef MODULE
int init_module(void)
{
return videodev_init();
}
现在修改为
module_init(videodev_init);
module_exit(videodev_exit);
但是发现还是没有运行，又发现需要在函数前增加_init的标记才能运行
static int __init
videodev_init(void)
现在能够运行了，在启动信息中可以发现如下的信息：
Video for Linux One (2.2.16). Major device: 81
Video for Linux Two (V0.20). Major device: 81
使用cat /proc/devices可以看到设备名字：81 v4l1/2
2. 读取设备信息出错，
提示信息：
VIDIOCMCAPTURE: invalid format (Unknown)
原因：没有对vd->mmap各参数进行设置，只需对其width,height,format等设置相应值就行了。
3. 打开输出文件出错，
提示信息：
open outfile error: No such file or directory
原因如前面所述把电脑上的目录和板子的目录搞混了，修改文件目录为板子目录就行了。
4. 写入文件失败，没有数据可写，
原因：mummap（）放到了write之前，交换位置即可。
5. 程序能正常运行了，但读取的数据错误，读取的各设备分量信息中发现不合理值
vd->mbuf.offsets:-1073742308,
原因：没有给v4l_device *vd分配内存空间，程序开始时分配即可。