linux下怎样进行摄像头编程

在linux下所有设备都是文件。所以对摄像头的 *** 作其实就是对文件的 *** 作。USB摄像头的设备文件就是在/dev目录下的video0(假如只有一个摄像头)。在linux下 *** 作摄像头就是使用v4l2对摄像头进行的 *** 作， *** 作步骤如下

打开设备文件。

int fd=open(”/dev/video0″,O_RDWR)

2. 取得设备的capability，看看设备具有什么功能，比如是否具有输入,或者音频输入输出等。VIDIOC_QUERYCAP,struct v4l2_capability

v4l2_std_id std

do {

ret= ioctl(fd, VIDIOC_QUERYSTD, std)

} while (ret == -1  errno == EAGAIN)

switch (std) {

case V4L2_STD_NTSC:

//……

case V4L2_STD_PAL:

//……

}

3. 选择输入，一个设备可以有多个输入。VIDIOC_S_INPUT,struct v4l2_input(可不要)

4. 设置的制式和帧格式，制式包括PAL，NTSC，帧的格式个包括宽度和高度等。

VIDIOC_S_STD,VIDIOC_S_FMT,struct v4l2_std_id,struct v4l2_format

struct v4l2_format fmt

memset ( fmt, 0, sizeof(fmt) )

fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE

fmt.fmt.pix.width = 320

fmt.fmt.pix.height = 240

fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_JPEG

if (ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, fmt) <0）

{

printf("set format failed\n")

//return 0

}

5. 向驱动申请帧缓冲，一般不超过5个。struct v4l2_requestbuffers

struct v4l2_requestbuffers req

memset(req, 0, sizeof (req))

req.count = 4

req.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE

req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP

if (ioctl(fd,VIDIOC_REQBUFS,req) == -1)

{

perror("VIDIOC_REQBUFS error \n")

//return -1

}

6.申请物理内存

将申请到的帧缓冲映射到用户空间，这样就可以直接 *** 作采集到的帧了，而不必去复制。将申请到的帧缓冲全部入队列，以便存放采集到的数据.VIDIOC_QBUF,struct v4l2_buffer

VideoBuffer* buffers = calloc( req.count, sizeof(VideoBuffer) )

printf("sizeof(VideoBuffer) is %d\n",sizeof(VideoBuffer))

struct v4l2_buffer buf

for (numBufs = 0numBufs <req.countnumBufs++)

{

memset( buf, 0, sizeof(buf) )

buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE

buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP

buf.index = numBufs

if (ioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, buf) <0)

{

printf("VIDIOC_QUERYBUF error\n")

//return -1

}

printf("buf len is %d\n",sizeof(buf))

//内存映射

buffers[numBufs].length = buf.length

buffers[numBufs].offset = (size_t) buf.m.offset

buffers[numBufs].start = mmap (NULL, buf.length,PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, buf.m.offset)

printf("buffers.length = %d,buffers.offset = %d ,buffers.start[0] = %d\n",buffers[numBufs].length,buffers[numBufs].offset,buffers[numBufs].start[0])

printf("buf2 len is %d\n",sizeof(buffers[numBufs].start))

if (buffers[numBufs].start == MAP_FAILED)

{

perror("buffers error\n")

//return -1

}

if (ioctl (fd, VIDIOC_QBUF, buf) <0)

{

printf("VIDIOC_QBUF error\n")

//return -1

}

}

7. 开始的采集。

enum v4l2_buf_type type

type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE

if (ioctl (fd, VIDIOC_STREAMON, type) <0)

{

printf("VIDIOC_STREAMON error\n")

// return -1

}

8. 出队列以取得已采集数据的帧缓冲，取得原始采集数据。VIDIOC_DQBUF, 将缓冲重新入队列尾,这样可以循环采集。VIDIOC_QBUF

if (ioctl(fd, VIDIOC_DQBUF, buf) <0)

{

perror("VIDIOC_DQBUF failed.\n")

//return -1

}

buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE

buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP

unsigned char *ptcur = buffers[numBufs].start

DEBUG("buf.bytesused = %d \n",buf.bytesused)

int i1

for(i1=0i1<buf.bytesusedi1++)

{

if((buffers[numBufs].start[i1] == 0xFF)  (buffers[numBufs].start[i1+1] == 0xC4))

{

DEBUG("huffman table finded! \nbuf.bytesused = %d\nFFC4 = %d \n",buf.bytesused,i1)

break

}

}

if(i1 == buf.bytesused)printf("huffman table don't exist! \n")

int i

for(i=0i<buf.bytesusedi++)

{

if((buffers[numBufs].start[i] == 0xFF)  (buffers[numBufs].start[i+1] == 0xD8)) break

ptcur++

}

DEBUG("i=%d,FF=%02x,D8=%02x\n",i,buffers[numBufs].start[i],buffers[numBufs].start[i+1])

int imagesize =buf.bytesused - i

DEBUG("buf.bytesused = %d \n",buf.bytesused)

DEBUG ("imagesize = %d \n",imagesize)

9. 停止的采集。VIDIOC_STREAMOFF

10. 关闭设备。close(fd)

　1. 摄像头的安装

在Linux下常用的摄像头驱动是spca5xx。这个网站还给出了这款驱动支持的摄像头的种类。另外，ov511芯片直接就支持Linux，使用者款芯片的摄像头有网眼V2000。我使用的是网眼V2000的摄像头，和Z-Star

301p+现代7131R芯片的摄像头。后一种需要spca5xx的驱动。关于spca5xx的安装方法，网上有很多介绍，这里就不说了。

2. 摄像头的调试

安装好摄像头后，为了测试摄像头能否正常工作，可以用一下软件。比较著名的是xawtv，在网上搜以下可以下载到。安装好后，打开xawtv则可以调试摄像头。

3. Video4Linux 编程获取数据

现有的video4linux有两个版本，v4l和v4l2。本文主要是关于v4l的编程。利用v4l API获取视频图像一般有以下几步：

a>打开设备

b>设置设备的属性，比如图像的亮度，对比度等等

c>设定传输格式和传输方式

d>开始传输数据，一般是一个循环，用以连续的传输数据

e>关闭设备

下面具体介绍v4l编程的过程。首先指出，在video4linux编程时要包含头文件，其中包含了video4linux的数据结构和函数定义。

1）v4l的数据结构

在video4linux API中定义了如下数据结构，详细的数据结构定义可以参考v4l API的文档，这里就编程中经常使用的数据结构作出说明。

首先我们定义一个描述设备的数据结构，它包含了v4l中定义的所有数据结构：

typedef struct

_v4ldevice

{int fd//设备号

struct video_capability capability

struct

video_channel channel[10]

struct video_picture picture

struct video_clip

clip

struct video_window window

struct video_capture capture

struct

video_buffer buffer

struct video_mmap mmap

struct video_mbuf

mbuf

struct video_unit unit

unsigned char

*map//mmap方式获取数据时，数据的首地址

pthread_mutex_t mutex

int frame

int

framestat[2]

int overlay

}v4ldevice

下面解释上面这个数据结构中包含的数据结构，这些结构的定义都在中。

* struct

video_capability

name[32] Canonical name for this interface

type Type of

interface

channels Number of radio/tv channels if appropriate

audios

Number of audio devices if appropriate

maxwidth Maximum capture width in

pixels

maxheight Maximum capture height in pixels

minwidth Minimum capture

width in pixels

minheight Minimum capture height in pixels

这一个数据结构是包含了摄像头的属性，name是摄像头的名字，maxwidth maxheight是摄像头所能获取的最大图像大小，用像素作单位。

在程序中，通过ioctl函数的VIDIOCGCAP控制命令读写设备通道已获取这个结构，有关ioctl的使用，比较复杂，这里就不说了。下面列出获取这一数据结构的代码：

int v4lgetcapability(v4ldevice *vd)

{

if(ioctl(vd->fd,

VIDIOCGCAP, &(vd->capability)) <0)

{

v4lperror("v4lopen:VIDIOCGCAP")

return -1

}

return 0

}

*

struct video_picture

brightness Picture brightness

hue Picture hue (colour

only)

colour Picture colour (colour only)

contrast Picture

contrast

whiteness The whiteness (greyscale only)

depth The capture depth

(may need to match the frame buffer depth)

palette Reports the palette that

should be used for this image

这个数据结构主要定义了图像的属性，诸如亮度，对比度，等等。这一结构的获取通过ioctl发出VIDIOCGPICT控制命令获取。

* struct video_mbuf

size The number of bytes to

map

frames The number of frames

offsets The offset of each frame

这个数据结构在用mmap方式获取数据时很重要:

size表示图像的大小，如果是640*480的彩色图像，size=640*480*3

frames表示帧数

offsets表示每一帧在内存中的偏移地址，通过这个值可以得到数据在图像中的地址。

得到这个结构的数据可以用ioctl的VIDIOCGMBUF命令。源码如下：

int v4lgetmbuf(v4ldevice

*vd)

{

if(ioctl(vd->fd, VIDIOCGMBUF, &(vd->mbuf))<0)

{

v4lperror("v4lgetmbuf:VIDIOCGMBUF")

return -1

}

return

0

}

而数据的地址可以有以下方式计算：

unsigned char

*v4lgetaddress(v4ldevice *vd)

{

return (vd->map +

vd->mbuf.offsets[vd->frame])

}

2）获取影像mmap方式。

在video4Linux下获取影像有两种方式：overlay和mmap。由于我的摄像头不支持overlay方式，所以这里只谈mmap方式。

mmap方式是通过内存映射的方式获取数据，系统调用ioctl的VIDIOCMCAPTURE后，将图像映射到内存中，然后可以通过前面的v4lgetmbuf(vd)函数和v4lgetaddress(vd)函数获得数据的首地址，这是李可以选择是将它显示出来还是放到别的什么地方。

下面给出获取连续影像的最简单的方法（为了简化，将一些可去掉的属性 *** 作都去掉了）：

char*

devicename="/dev/video0"

char* buffer

v4ldevice device

int width =

640

int height = 480

int frame =

0

v4lopen("/dev/video0",&device)//打开设备

v4lgrabinit(&device,width,height)//初始化设备，定义获取的影像的大小

v4lmmap(&device)//内存映射

v4lgrabstart(&device,frame)//开始获取影像

while(1){

v4lsync(&device,frame)//等待传完一帧

frame

= (frame+1)%2//下一帧的frame

v4lcapture(&device,frame)//获取下一帧

buffer =

(char*)v4lgetaddress(&device)//得到这一帧的地址

//buffer给出了图像的首地址，你可以选择将图像显示或保存......

//图像的大小为

width*height*3

..........................

}

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源码中：

fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV

fmt.fmt.pix.field = V4L2_FIELD_INTERLACED

ioctl (fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt)

指定了采集图像的格式为YUYV格式。

要像采集成JPEG图像，得查询一下摄像头是否有相应功能，如果没有相应功能即使将fmt设置为jpeg最终采集到的还是yuyv格式。

yuyv可以转换为bmp数据，然后调用jpeglib库转换为jpg图像，稍稍有些麻烦，但没办法硬件不足就要用软件来弥补了。

至于你说的read没读到数据，我现在没有开发环境，没法测试。

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