V4L2下摄像头的详细参数调整
(Linux下V4L2相关头文件所在路径为/内核源码目录/include/linux/videodev2.h，V4L2相关API文档可查看链接https://linuxtv.org/downloads/v4l-dvb-apis/uapi/v4l/v4l2.html)
摄像头（相机）常见参数：
白平衡（自动白平衡AWB）及色温、曝光（自动曝光AE、曝光补偿EV）、亮度、对比度、饱和度、色度（色调+饱和度）、锐度（也叫清晰度）、背光补偿（也叫逆光补偿）、增益、对焦等
（注：不同摄像头开放的参数不一致，需提前确认该款摄像头的可调参数，未开放的参数是无法调整的！！！）
上述参数涵义如有不懂，可自行维基百科https://zh.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:%E9%A6%96%E9%A1%B5和百度词条https://baike.baidu.com/item/科普。
常见的 ioctl 命令：
VIDIOC_QUERYCAP /* 获取设备支持的操作 */
VIDIOC_G_FMT /* 获取设置支持的视频格式 */
VIDIOC_S_FMT /* 设置捕获视频的格式 */
VIDIOC_REQBUFS /* 向驱动提出申请内存的请求 */
VIDIOC_QUERYBUF /* 向驱动查询申请到的内存 */
VIDIOC_QBUF /* 将空闲的内存加入可捕获视频的队列 */
VIDIOC_DQBUF /* 将已经捕获好视频的内存拉出已捕获视频的队列 */
VIDIOC_STREAMON /* 打开视频流 */
VIDIOC_STREAMOFF /* 关闭视频流 */
VIDIOC_QUERYCTRL /* 查询驱动是否支持该命令 */
VIDIOC_G_CTRL /* 获取当前命令值 */
VIDIOC_S_CTRL /* 设置新的命令值 */
VIDIOC_G_TUNER /* 获取调谐器信息 */
VIDIOC_S_TUNER /* 设置调谐器信息 */
VIDIOC_G_FREQUENCY /* 获取调谐器频率 */
VIDIOC_S_FREQUENCY /* 设置调谐器频率 */
参数控制相关函数及结构体：
函数：ioctl(fd,VIDIOC_QUERYCAP,struct v4l2_streamparm *argp）;
作用：查询设备能力
struct v4l2_capability {
__u8 driver[16]; /* i.e. "bttv" */
__u8 card[32]; /* i.e. "Hauppauge WinTV" */
__u8 bus_info[32]; /* "PCI:" + pci_name(pci_dev) */
__u32 version; /* should use KERNEL_VERSION() */
__u32 capabilities; /* Device capabilities */
__u32 reserved[4];
};栗子：
/*获取摄像头信息*/ struct v4l2_capability cap; if (ioctl(cam_fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap) < 0) { perror("get info failed!"); return -1; } printf("Driver Name:%s\n Card Name:%s\n Bus info:%s\n version:%d\n capabilities:%x\n \n ", cap.driver, cap.card, cap.bus_info,cap.version,cap.capabilities); if ((cap.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE) == V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE) { printf("Device %s: supports capture.\n",DEV_NAME); } if ((cap.capabilities & V4L2_CAP_STREAMING) == V4L2_CAP_STREAMING) { printf("Device %s: supports streaming.\n",DEV_NAME); }
函数 ：int ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, struct v4l2_fmtdesc *argp);
作用：获取当前驱动支持的视频格式
struct v4l2_fmtdesc
{
__u32 index; // 要查询的格式序号，应用程序设置
enum v4l2_buf_type type; // 帧类型，应用程序设置
__u32 flags; // 是否为压缩格式
__u8 description[32]; // 格式名称
__u32 pixelformat; // 格式
__u32 reserved[4]; // 保留
};
栗子：
printf("【**********************所有支持的格式：****************************】\n"); struct v4l2_fmtdesc dis_fmtdesc; dis_fmtdesc.index=0; dis_fmtdesc.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; printf("Support format:\n"); while(ioctl(cam_fd,VIDIOC_ENUM_FMT,&dis_fmtdesc)!=-1) { printf("\t%d.%s\n",dis_fmtdesc.index+1,dis_fmtdesc.description); dis_fmtdesc.index++; } printf("\n");
函数：ioctl(fd,VIDIOC_QUERYCAP,struct v4l2_queryctrl *argp）;
作用：用作查询某些参数的一些属性要求（如最大最小范围，默认值等）
struct v4l2_queryctrl {
__u32 id;
enum v4l2_ctrl_type type;
__u8 name[32]; /* Whatever */
__s32 minimum; /* Note signedness */
__s32 maximum;
__s32 step;
__s32 default_value;
__u32 flags;
__u32 reserved[2];
};
函数：ioctl(fd,VIDIOC_G_FMT,struct v4l2_format *argp）; //VIDIOC_S_FMT
作用：分辨率、图像采集格式相关设置
struct v4l2_format {
enum v4l2_buf_type type;
union {
struct v4l2_pix_format pix; /* V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE */
struct v4l2_pix_format_mplane pix_mp; /* V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE_MPLANE */
struct v4l2_window win; /* V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OVERLAY */
struct v4l2_vbi_format vbi; /* V4L2_BUF_TYPE_VBI_CAPTURE */
struct v4l2_sliced_vbi_format sliced; /* V4L2_BUF_TYPE_SLICED_VBI_CAPTURE */
__u8 raw_data[200]; /* user-defined */
} fmt;
};栗子：
printf("【**********************获取当前格式信息：****************************】\n"); Format.type= V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; if(ioctl(cam_fd,VIDIOC_G_FMT,&Format)==-1) { perror("ioctl"); exit(EXIT_FAILURE); } printf(">>: %d * %d\n",Format.fmt.pix.width,Format.fmt.pix.height); printf("pix.pixelformat:%c%c%c%c\n", \ Format.fmt.pix.pixelformat & 0xFF,\ (Format.fmt.pix.pixelformat >> 8) & 0xFF, \ (Format.fmt.pix.pixelformat >> 16) & 0xFF,\ (Format.fmt.pix.pixelformat >> 24) & 0xFF); printf("\n");
函数：ioctl(fd,VIDIOC_G_PARM,struct v4l2_streamparm *argp）; //VIDIOC_S_PARM
作用：流相关 (如帧率)
struct v4l2_streamparm {
enum v4l2_buf_type type;
union {
struct v4l2_captureparm capture;
struct v4l2_outputparm output;
__u8 raw_data[200]; /* user-defined */
} parm;
};栗子：
printf("【***********************获取帧率信息**************************】\n"); struct v4l2_streamparm Stream_Parm; Stream_Parm.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; if(ioctl(cam_fd,VIDIOC_G_PARM,&Stream_Parm)==-1) { perror("ioctl"); exit(EXIT_FAILURE); } printf(">>: Frame rate: %u/%u\n",Stream_Parm.parm.capture.timeperframe.numerator,Stream_Parm.parm.capture.timeperframe.denominator); printf("\n");
函数：ioctl(fd,VIDIOC_G_CTRL,struct v4l2_control*argp）; //VIDIOC_S_CTRL
作用：参数控制（白平衡、色温、对比度、饱和度、锐度、曝光等，均有该结构控制）
struct v4l2_control {
__u32 id; //id即要控制的参数id（例白平衡ID为V4L2_CID_AUTO_WHITE_BALANCE）
__s32 value;
};栗子：
printf("【**********************设置手动白平衡：******************************】\n"); ctrl.id = V4L2_CID_AUTO_WHITE_BALANCE; ctrl.value = V4L2_WHITE_BALANCE_MANUAL ; if(ioctl(cam_fd,VIDIOC_G_CTRL,&ctrl)==-1) { perror("ioctl"); exit(EXIT_FAILURE); } printf("\n"); /*************设置白平衡色温****************************/ printf("【****************设置白平衡色温********************】\n"); ctrl.id = V4L2_CID_WHITE_BALANCE_TEMPERATURE; ctrl.value = 5100; if(ioctl(cam_fd,VIDIOC_S_CTRL,&ctrl)==-1) { perror("ioctl"); exit(EXIT_FAILURE); } printf("\n"); printf("【***************设置亮度***************************】\n"); ctrl.id= V4L2_CID_BRIGHTNESS; ctrl.value = 40; if(ioctl(cam_fd,VIDIOC_S_CTRL,&ctrl)==-1) { perror("ioctl"); exit(EXIT_FAILURE); } printf("\n"); printf("【***************设置对比度**************************】\n"); ctrl.id = V4L2_CID_CONTRAST; ctrl.value= 45; if(ioctl(cam_fd,VIDIOC_S_CTRL,&ctrl)==-1) { perror("ioctl"); exit(EXIT_FAILURE); } sleep(1); printf("\n"); printf("【***************设置饱和度**************************】\n"); ctrl.id = V4L2_CID_SATURATION; ctrl.value= 60; if(ioctl(cam_fd,VIDIOC_S_CTRL,&ctrl)==-1) { perror("ioctl"); exit(EXIT_FAILURE); } printf("\n"); printf("【********************设置色度**********************】\n"); ctrl.id = V4L2_CID_HUE; ctrl.value = 1; if(ioctl(cam_fd,VIDIOC_S_CTRL,&ctrl)==-1) { perror("ioctl"); exit(EXIT_FAILURE); } printf("\n"); printf("【********************设置锐度**********************】\n"); ctrl.id = V4L2_CID_SHARPNESS; ctrl.value = 4; if(ioctl(cam_fd,VIDIOC_S_CTRL,&ctrl)==-1) { perror("ioctl"); exit(EXIT_FAILURE); } printf("\n"); printf("【*******************设置背光补偿******************】\n"); ctrl.id = V4L2_CID_BACKLIGHT_COMPENSATION; ctrl.value = 3; if(ioctl(cam_fd,VIDIOC_S_CTRL,&ctrl)==-1) { perror("ioctl"); exit(EXIT_FAILURE); } printf("\n"); printf("【********************设置伽玛值**********************】\n"); ctrl.id = V4L2_CID_GAMMA; ctrl.value = 120; if(ioctl(cam_fd,VIDIOC_S_CTRL,&ctrl)==-1) { perror("ioctl"); exit(EXIT_FAILURE); } printf("\n");设置曝光值：
1. 首先将曝光模式修改为手动曝光。
2. 设置曝光档次或者具体的曝光值。
例1：得到曝光模式，设置为手动曝光模式
int ret; struct v4l2_control ctrl; //得到曝光模式 ctrl.id = V4L2_CID_EXPOSURE_AUTO; ret = ioctl(Handle, VIDIOC_G_CTRL, &ctrl); if (ret < 0) { printf("Get exposure auto Type failed\n"); return V4L2_UTILS_GET_EXPSURE_AUTO_TYPE_ERR; } printf("\nGet Exposure Auto Type:[%d]\n", ctrl.value);//设置曝光模式为手动模式
例2：在设置为手动模式后，再得到和设置曝光等级ctrl.id = V4L2_CID_EXPOSURE_AUTO; ctrl.value = V4L2_EXPOSURE_MANUAL; //手动曝光模式 ret = ioctl(Handle, VIDIOC_S_CTRL, &ctrl); if (ret < 0) { printf("Get exposure auto Type failed\n"); return V4L2_UTILS_SET_EXPSURE_AUTO_TYPE_ERR; }int ret; struct v4l2_control ctrl; ctrl.id = V4L2_CID_EXPOSURE; //得到曝光档次，A20接受从 -4到4 共9个档次 ret = ioctl(Handle, VIDIOC_G_CTRL, &ctrl); if (ret < 0) { printf("Get exposure failed (%d)\n", ret); return V4L2_UTILS_GET_EXPSURE_ERR; } printf("\nGet Exposure :[%d]\n", ctrl.value); //设置曝光档次 ctrl.id = V4L2_CID_EXPOSURE; ctrl.value = -4; ret = ioctl(Handle, VIDIOC_S_CTRL, &ctrl); if (ret < 0) { printf("Set exposure failed (%d)\n", ret); return V4L2_UTILS_SET_EXPSURE_ERR; }例3：在设置为手动模式后，再得到和设置曝光绝对值：
int ret; struct v4l2_control ctrl; ctrl.id = V4L2_CID_EXPOSURE_ABSOLUTE; ret = ioctl(handle, VIDIOC_G_CTRL, &ctrl); if (ret < 0) { printf("Set exposure failed (%d)\n", ret); //return V4L2_UTILS_SET_EXPSURE_ERR; } printf("\nGet ABS EXP Success:[%d]\n", ctrl.value); sleep(1); //设置曝光绝对值 ctrl.id = V4L2_CID_EXPOSURE_ABSOLUTE; ctrl.value = 300; //单位100us ret = ioctl(handle, VIDIOC_S_CTRL, &ctrl); if (ret < 0) { printf("Set exposure failed (%d)\n", ret); //return V4L2_UTILS_SET_EXPSURE_ERR; }
（ 以上参数经过测试均能有效设置，但曝光、自动对焦、增益无法设置通过,会出现ioctl: Invalid argument问题，原因未知，如有朋友知晓，诚请赐教，在此先行谢过）。