【1】linux 內核有video for linux簡稱V4L。V4L是Linux影像系統與嵌入式影像的基礎,是Linux kernel里支持影像設備的一組APIs,配合適當的視頻采集卡與視頻采集卡驅動程序,V4L可以實現影像采集、AM/FM無線廣播、影像CODEC、頻道切換等功能。目前,V4L主要應用在影像串流系統與嵌入式影像系統里,其應用范圍相當廣泛,例如:遠程教學、遠程醫療、視頻會議、視頻監控、可視電話等。V4L為2層式架構,最上層為V4L驅動程序,最下層則是影像設備驅動程序。
【2】接上USB攝像頭,硬件設備在linux下都是作為文件訪問,所以只需在/dev/下查找,一般情況下為video0。當攝像機通過USB接口連接到視頻采集終端后,在程序中調用V4L APIs對設備文件video0的讀操作即可實現攝像頭視頻數據采集。其主要過程如下:
1) 打開設備文件: int v4l_open(char *dev, v4l_device *vd){}打開影像源的設備文件;
2) 初始化picture: int v4l_get_picture(v4l_device *vd){} 獲取輸入的影像信息;
3) 初始化channel:int v4l_get_channels(v4l_device *vd){} 獲取每個channel的信息;
4) 對channel設置norm:int v4l_set_norm(v4l_device *vd, int norm){} 對所有的channel設置norm;
5) 設備地址映射:v4l_mmap_init(v4l_device *vd){} 返回存放圖像數據的地址;
6) 初始化mmap緩沖區: int v4l_grab_init(v4l_device *vd, int width, int height){};
7) 視頻捕獲同步: int v4l_grab_sync(v4l_device *vd){};
8) 視頻捕獲: int device_grab_frame(){}。
針對USB攝像頭設備文件/dev/video0的視頻采集程序流程,首先調用V4L_open()函數打開視頻設備,設備文件開啟成功后使用V4L_ get_capability()讀取設備信息,然后選擇相應的視頻采【集方式進行視頻采集并對采集的圖像進行處理,最后調用V4L_close()函數關閉視頻設備文件。其中的視頻采集方式有兩種,一種是read()直接讀取方式,另外一種是mmap()內存映射方式。mmap()方式下進程之間通過映射同一個文件實現內存共享,各進程可以像訪問普通內存一樣對文件進行訪問。此外,mmap()方式加速了I/O訪問,提高了效率,故常選用內存映射方式獲取視頻。
Video for Linux支持的數據結構及其用途:
video_capability:設備的基本信息(設備名稱、支持的分辨率等);
video_picture:采集的圖像的各種屬性;
video_channel:各個信號源的屬性;
video_windows:包含采集區域的信息;
video_mbuf:利用mmap映射的幀的信息;
video_mmap:用于mmap方式。
通過以上操作,即可將攝像機視頻數據采集到內存。采集到內存的視頻數據既可采用文件的形式保存,也可將其壓縮后通過網絡發布到Internet。