分类： LINUX
2010-12-25 20:57:38
一、用mmap（内存映射）方式截取视频
mmap( )系统调用使得进程之间通过映射同一个普通文件实现共享内存。普通文件被映射到进程地址空间后，进程可以向访问普通内存一样对文件进行访问，不必再调用read()，write（）等操作。两个不同进程A、B共享内存的意思是，R>同一块物理内存被映射到进程A、B各自的进程地址空间。进程A可以即时看到进程B对共享内存中数据的更新，反之亦然。
采用共享内存通信的一个显而易见的好处是效率高，因为进程可以直接读写内存，而不需要任何数据的拷贝
（1）设置picture的属性
（2）初始化video_mbuf，以得到所映射的buffer的信息
ioctl(vd->fd, VIDIOCGMBUF, &(vd->mbuf))
（3）可以修改video_mmap和帧状态的当前设置
（4）将mmap与video_mbuf绑定
void* mmap ( void * addr , size_t len , int prot , int flags , int fd , off_t offset )
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：指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，MAP_ FIXED不推荐使用
Addr：共内存享的起始地址，一般设0，表示由系统分配
Mmap( ) 返回值是系统实际分配的起始地址
int v4l_mmap_init(v4l_device *vd)
{
if (v4l_get_mbuf(vd) < 0)
return -1;
if ((vd ->map = mmap(0, vd->mbuf.size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, vd->fd, 0)) < 0)
{
perror("v4 l_mmap_init:mmap");
return -1;
}
return 0;
}
（5）Mmap方式下真正做视频截取的 VIDIOCMCAPTURE
ioctl(vd->fd, VIDIOCMCAPTURE, &(vd->mmap)) ;
若调用成功，开始一帧的截取，是非阻塞的，是否截取完毕留给VIDIOCSYNC来判断
（6）调用VIDIOCSYNC等待一帧截取结束
if(ioctl(vd->fd, VIDIOCSYNC, &frame) < 0)
{
perror("v4l_sync:VIDIOCSYNC");
return -1;
}
若成功，表明一帧截取已完成。可以开始做下一次VIDIOCMCAPTURE frame是当前截取的帧的序号。
********关于双缓冲************
video_bmuf bmuf.frames = 2;一帧被处理时可以采集另一帧
int frame; //当前采集的是哪一帧
int framestat[2]; //帧的状态 没开始采集|等待采集结束
帧的地址由vd->map + vd->mbuf.offsets[vd->frame]得到。
采集工作结束后调用munmap取消绑定
munmap(vd->map, vd->mbuf.size)
在实际应用时还可以采用缓冲队列等方式。
二、视频截取的第二种方法：直接读设备
关于缓冲大小，图象等的属性须由使用者事先设置
调用read（）；
int read (要访问的文件描述符；指向要读写的信息的指针；应该读写的字符数);
返回值为实际读写的字符数
int len ;
unsigned char
*vd->map=(unsigned char *) malloc(vd?capability.maxwidth*vd?capability.maxheight );
len = read(vd?fd,vd? vd->map,
vd?capability.maxwidth*vd?capability.maxheight*3 );
2.3 编程实例（mouse_capture）
不管是ov511还是zc301的摄像头，它们采集的方式都是相同的，只不过采集到的数据有所差异，ov511的就是rgb的位流，而zc301是jpeg编码的位流。
mouse_capture是根据servfox改编的一个专门从zc301摄像头获取一张jpeg图片，用来测试摄像头是否加载成功的小程序。这样就可以不用cat /dev/video0>1.jpg来测试摄像头是否正常。cat命令一运行，就源源不断地采集jpeg流。但是采到的图片只能显示第一个jpeg头和jpeg尾之间的数据。mouse_capture仅仅获得一张完整的jpeg。可以从（）处下载参考。
现将主要函数的功能介绍如下：
static int GetVideoPict (struct vdIn *vd);//获取图片属性信息。
static int SetVideoPict (struct vdIn *vd);//设置图片属性。
static int isSpcaChip (const char *BridgeName);//测试芯片类型
static int GetStreamId (const char *BridgeName); //测试输出数据的格式
static int GetDepth (int format);//获取颜色深度。
void exit_fatal(char *messages);//错误显示。
int init_videoIn(struct vdIn *vd,char *device,int width,int height,int format,int grabmethod);//初始化设备。
int convertframe(unsigned char *dst,unsigned char *src, int width,int height, int formatIn, int size);//把共享缓冲区中的数据放到一个变量中，通知系统已获得一帧。
int v4lGrab (struct vdIn *vd,char *filename );//从摄像头采集图片。
int close_v4l (struct vdIn *vd);//关闭摄像头。
int get_jpegsize (unsigned char *buf, int insize);//获取jpeg图片大小。
三 实例程序
3.1 LCD 实时显示从ov511 上采集的图像
参考HHARM9-EDU/applications/usbcam2lcd。从摄像头获取bmp位流直接显示在framebuffer中。此程序图像的采集采用read的方式，注意由于lcd液晶屏显示的是16bits的RGB图片，所以，ov511输出的图片格式也应该是16bits的RGB图片数据，宏VIDEO_PALETTE_RGB565定义的就是16bits的RGB数据图片。而linux自带的ov511驱动中图像采集是32位的，这样采集到的图片显示在lcd上是雪花点。因此需要修改驱动。在kernet/driver/usb/目录下有ov511芯片的驱动ov511.c，驱动里的ov51x_set_default_params函数是设置芯片默认的输出图片的格式，该函数中的
for (i = 0; i < OV511_NUMFRAMES; i++)
{
ov511->frame[i].width = ov511->maxwidth;
ov511->frame[i].height = ov511->maxheight;
ov511->frame[i].bytes_read = 0;
if (force_palette)
ov511->frame[i].format = force_palette;
else
ov511->frame[i].format = VIDEO_PALETTE_RGB24;
ov511->frame[i].depth = ov511_get_depth(ov511->frame[i].format);
}
部分语句是主要设置ov511默认输出图片格式的，其中maxwidth和maxheight设置了图片的最大的宽度和高度。Ifelse语句设置了图片的格式，作如下的修改：
for (i = 0; i < OV511_NUMFRAMES; i++)
{
ov511->frame[i].width = ov511->maxwidth;
ov511->frame[i].height = ov511->maxheight;
ov511->frame[i].bytes_read = 0;
ov511->frame[i].format = VIDEO_PALETTE_RGB565;
ov511->frame[i].depth = ov511_get_depth(ov511->frame[i].format);
}
如果需要，也可以改变图片的默认输出大小。
3.2 LCD 实时显示从zc301 上采集的图像
编程思想：从摄像头采集到的图片存放在本地文件夹，通过minigui加载jpeg来实现显示。
具体过程：
1．从网上下载jpegsrc-6b的jpeg库，交叉编译。
（1）./configure –enable-static –enable-shared –prefix=.libs
（2）修改Makefile，将编译器改成交叉编译器。
例如：我改成/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-gcc
（3）make 后即在.libs目录中生成for arm的libjpeg.a, libjpeg.la, libjpeg.so, libjpeg.so.62, libjpeg.so.62.0.0。将这些文件拷贝到系统库文件目录，我的是/usr/lib中。
2．因为看从zc301采集的图片的二进制位流，jpeg头是ff d8 ff db。而在minigui库文件libminigui的源文件src/mybmp/jpeg.c中，load_jpg和check_jpg的时候测试的头位EXIF和JFIF两种格式的jpeg图片。这两种对应的二进制分别是ff d8 ff e1和ff d8 ff e0。所以我们minigui通过判断认为这是错误的jpeg格式而不加载，故无法显示。实际上通过测试，在源码中去掉这两个判断就能正确加载。
3.交叉编译minigui
（1） 编译库： ./configure --host=arm-unknown-linux --enable-jpgsupport=yes
--enable-pngsupport=no --enable-gifsupport=no --disable-lite
--prefix=/HHARM9-EDU/applications/minigui-free/nfsroot
--enable-smdk2410ial=yes
make
make install
（2）编译实例程序时，要加上jpeg库的支持，即在Makefile中加上-ljpeg。此时将在nfsroot生成的库文件和可执行文件移到ramdisk.image.gz相应的目录下。（具体参考华恒的2410开发手册）。
3．Minigui程序的编写
编程小技巧，我采取的方法是一刻不停地从摄像头采集到图片存储在/tmp/1.jpg中，在minigui中通过loadbitmap函数来加载图片。而图片加载后不会自动更新，不能自动根据1.jpg的改变自动变化。因此，我在程序中设定一个timer。每隔100ms刷新屏幕，基本上实现实时更新了。而出现另外一个问题，刷新时会以背景色来填充桌面，导致屏幕闪烁严重。故想到采用MSG_ERASEBKGND的方式，用前一张图片做为刷新屏幕时的填充背景图片。这样就保证了lcd上图像的连续性啦。
Minigui程序如下：其中一些自定义的函数跟mouse_capture中的一样，只是变采集单幅到采集多幅。具体您可以自己改一下：）。也可以向我索取源码。
#include
#include
#include
#include
#include
#include "spcav4l.h"
#define IDTIMER 100
static BITMAP bmp;
static int LoadBmpWinProc(HWND hWnd, int message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
HDC hdc;
RECT rc={0,0,240,320};
switch (message)
{
case MSG_CREATE:
SetTimer(hWnd,IDTIMER,100);
return 0;
case MSG_ERASEBKGND:
{
RECT rcTemp;
if( LoadBitmap(HDC_SCREEN,&bmp,"/tmp/1.jpg"))
{
printf("load wrong!\n");
return -1;
}
GetClientRect(hWnd, &rcTemp);
hdc = BeginPaint (hWnd);
FillBoxWithBitmap (hdc, rcTemp.left, rcTemp.top, rcTemp.right-rcTemp.left, rcTemp.bottom-rcTemp.top, &bmp);
EndPaint(hWnd, hdc);
return 0;
}
case MSG_TIMER:
InvalidateRect(hWnd,&rc,TRUE);
return 0;
case MSG_CLOSE:
UnloadBitmap (&bmp);
DestroyMainWindow (hWnd);
PostQuitMessage (hWnd);
return 0;
}
return DefaultMainWinProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
int MiniGUIMain (int argc, const char* argv[])
{
MSG Msg;
HWND hMainWnd;
MAINWINCREATE CreateInfo;
char videodevice[] = "/dev/video0";
char jpegfile[] = "/tmp/1.jpg";
int grabmethod = 0;
int format = VIDEO_PALETTE_JPEG;
int width = 240;
int height = 320;
int i;
#ifdef _LITE_VERSION
SetDesktopRect(0, 0, 1024, 768);
#endif
CreateInfo.dwStyle = WS_VISIBLE | WS_BORDER | WS_CAPTION;
CreateInfo.dwExStyle = WS_EX_NONE;
CreateInfo.spCaption = "Load and display a bitmap";
CreateInfo.hMenu = 0;
CreateInfo.hCursor = GetSystemCursor(0);
CreateInfo.hIcon = 0;
CreateInfo.MainWindowProc = LoadBmpWinProc;
CreateInfo.lx = 0;
CreateInfo.ty = 0;
CreateInfo.rx = 240;
CreateInfo.by = 320;
CreateInfo.iBkColor = PIXEL_lightwhite;
CreateInfo.dwAddData = 0;
CreateInfo.hHosting = HWND_D
ESKTOP;
hMainWnd = CreateMainWindow (&CreateInfo);
if (hMainWnd == HWND_INVALID)
return -1;
ShowWindow (hMainWnd, SW_SHOWNORMAL);
memset(&videoIn, 0, sizeof (struct vdIn));
if(init_videoIn(&videoIn, videodevice, width, height, format,grabmethod) == 0)
{
printf("init is ok!\n");
}
else printf("init is wrong!\n");
while (GetMessage(&Msg, hMainWnd))
{
TranslateMessage(&Msg);
v4lGrab(&videoIn, jpegfile);
DispatchMessage(&Msg);
}
close_v4l (&videoIn);
MainWindowThreadCleanup (hMainWnd);
return 0;
}
#ifndef _LITE_VERSION
#include
#endif
先写到这里吧，呵呵，希望能对您有所帮助。如果您在阅读的过程中发现问题，欢迎和我交流。
2006-7-7 晚
参考文献
1．HHARM2410摄像头调试记录 华恒科技
2．基于video4linux的视频设备编程 Lingzhi_Shi Apr 7 2004
3．《video4linux programming》 Alan Cox
4．《video streaming 探讨》 陈俊宏
5．《Video4Linux Kernel API Reference 》
6．
