基于Video4Linux的图像采集

http://dev.21tx.com/2007/01/29/11122.html

基于Video4Linux的图像采集

Video4Linux是Linux中关于视频设备的内核驱动，他为针对视频设备的应用程序编程提供一系列接口函数，在Linux下，视频采集设备的正常使用依赖于对Video4 Linux标准的支持。如果使用Video4Linux，在编译内核时，一定要选中Multimedia Devices下的Video for Linux选项，本文针对的设备文件是 / dev / video，使用的器件是基于OV511的USB摄像头。在运行程序前，一定要先加载USB及OV511设备驱动模块，同时加载Video4Linux模块，分别使用命令：modprobe usbcore，modprobe usbohci，modprobe videodev和modprobe ov511，以确保生成设备文件/dev/video，若使用的Linux操作系统不支持modprobe命令，也可使用insmod命令。一般来讲，基于Video4Linux的图像采集的程序流程如图3所示。

 

以下简单介绍程序的编写，在这里只给出关键部分的实现代码。

首先，必须声明包含2个头文件：

 

在获取图像信息后，还可根据需要改变这些信息，例如对比度、亮度、调色板等，具体做法是先给video_picture中相应变量赋新值，再利用VIDIOCSPICT ioct1函数。

第2部分，使用mmap方式的单帧图象采集：

 

然后调用ioct1（grab_fd，VIDIOCSYNC，＆frame）函数，该函数成功返回则表示采集完毕，采集到的图像数据放到以data为起始地址，长度为240×320×3的内存区域中，读取该内存中的数据便可得到图像数据。

在此基础上同样可实现连续帧的采集，即一次采集连续多帧图像的数据，Video4Linux最多支持一次采集32帧，此时首先要设置grab_buf.frame为要采集的帧数，而每一帧的数据在内存中的位置为data＋grab_vm.offsets[frame]，其中grab_vm为video_mbuf结构体变量的一个声明，利用ioct1（fd，VIDIOCGMBUF，＆grab_vm）便可获得grab_vm的信息。

 

基于FrameBuffer的图象显示

当Video4Linux使用mmap方式采集图像时，他总是尽最大努力将图像直接显示在屏幕上，但并不一定能够完成，因此一个完整的设备应该具有图像显示的功能，一般来讲，嵌入式Linux下显示一幅图像总共有以下几种方法：

（1）在利用Video4Linux采集图像时，将采集到的图象数据直接放到FrameBuffer的内存映射区中，而Video4Linux也支持这种功能，利用VIDIOCSFBUF和VIDIOCGFBUF这两个ioct1函数，可设置和获得struct video_buffer。但该方法并不是每个图像采集设备都支持。

（2）进图像数据存成各种格式（例如bmp），在各种GUI软件中，均会直接显示不同格式的图像的函数，如MiniGui中的FillBoxWithBitmap函数。

（3）直接将图像数据写入FrameBuffer中。

在这里主要介绍第3种。FrameBuffer设备是运行在Linux控制台上的一个优秀的图形接口，他几乎支持所有的硬件，提供了统一的API接口，很好地实现了硬件无关性，他可以直接操作显存，而且还留有提供图形加速功能的接口，运行时不需要root权限；FrameBuffer的设备节点是/dev/fb＊，用户若要使用他，需要在编译内核时选中FrameBuffer，其简单的使用程序如下：

 

从vinfo和finfo中取得显存起始地址、分辨率、色深等信息，然后根据这些计算出需映射显存的大小。

 

由此便可直接操作大小为screensize，起始地址为fbp的内存区域，在LCD上直接显示图像、图形、文字等，例如执行memset（fbp，0，screensize）将进行清屏操作。

需要注意的是，对于色深为8位或8位以下的设备，在进行绘图操作前还需要设置合适的调色板，操作调色板要用到fb_camp结构，执行ioctl（fd，FBIOGETCMAP，＆old_cmap）将保存调色板信息，执行ioctl（fd，FBIO－PUTCMAP，＆new_cmap）将设置新的调色板。以下介绍如何显示一个象素，这里假设LCD为24位色的。

 

由此便可逐一显示每个象素，进而显示整幅图像。