二 Video4linux 编程

2.1 Video4linux 简介

Video4Linux是为市场现在常见的电视捕获卡和并口及USB口的摄像头提供统一的编程接口。同时也提供无线电通信和文字电视广播解码和垂直消隐的数据接口。本文主要针对USB摄像头设备文件/dev/video0，进行视频图像采集方面的程序设计。

2.2 Video4linux 编程指南

1.视频编程的流程

（1）打开视频设备：

（2）读取设备信息

（3）更改设备当前设置（可以不做）

（4）进行视频采集，两种方法:

a.内存映射

b.直接从设备读取

（5）对采集的视频进行处理

（6）关闭视频设备。

定义的数据结构及使用函数

struct _v4l_struct
{
	int fd;
	struct video_capability capability;
	struct video_buffer buffer;
	struct video_window window;
	struct video_channel channel[8];
	struct video_picture picture;
	struct video_mmap mmap;
	struct video_mbuf mbuf;
	unsigned char *map;
};

typedef struct _v4l_struct v4l_device;
extern int v4l_open(char *, v4l_device *);
extern int v4l_close(v4l_device *);
extern int v4l_get_capability(v4l_device *);
extern int v4l_set_norm(v4l_device *, int);
extern int v4l_get_picture(v4l_device *);
extern int v4l_grab_init(v4l_device *, int, int);
extern int v4l_grab_frame(v4l_device *, int);
extern int v4l_grab_sync(v4l_device *);
extern int v4l_mmap_init(v4l_device *);
extern int v4l_get_mbuf(v4l_device *);
extern int v4l_get_picture(v4l_device *);
extern int v4l_grab_picture(v4l_device *, unsigned int);
extern int v4l_set_buffer(v4l_device *);
extern int v4l_get_buffer(v4l_device *);
extern int v4l_switch_channel(v4l_device *, int);

3.Video4linux支持的数据结构及其用途

（1）video_capability 包含设备的基本信息（设备名称、支持的最大最小分辨率、信号源信息等）

name[32] 设备名称

maxwidth

maxheight

minwidth

minheight

Channels 信号源个数

type 是否能capture ， 彩色还是黑白， 是否能裁剪等等。值如

VID_TYPE_CAPTURE等

（2）video_picture 设备采集的图象的各种属性

Brightness 0~65535

hue

colour

contrast

whiteness

depth 8 16 24 32

palette VIDEO_PALETTE_RGB24 | VIDEO_PALETTE_RGB565|

VIDEO_PALETTE_JPEG| VIDEO_PALETTE_RGB32

（3）video_channel 关于各个信号源的属性

Channel 信号源的编号

name

tuners

Type VIDEO_TYPE_TV | IDEO_TYPE_CAMERA

Norm 制式 PAL|NSTC|SECAM|AUTO

（4）video_window 包含关于capture area的信息

x x windows 中的坐标.

y y windows 中的坐标.

width The width of the image capture.

height The height of the image capture.

chromakey A host order RGB32 value for the chroma key.

flags Additional capture flags.

clips A list of clipping rectangles. (Set only)

clipcount The number of clipping rectangles. (Set only)

（5）video_mbuf 利用mmap进行映射的帧的信息

size 每帧大小

Frames 最多支持的帧数

Offsets 每帧相对基址的偏移

（6）video_mmap 用于mmap

4.关键步骤介绍

【注】接多个摄像头。方法如下：买一个usb hub接到开发板的usb host上。cat /proc/devices可以知道video capture device的major是81，再ls –l /dev看到video0 的次设备号是0。两个摄像头当然要两个设备号，所以mknod /dev/video1 c 81 1，如果接4个，就mknod /dev/video2 c 81 2,mknod /dev/video3c 81 3。依次类推。

（1）打开视频：

int v4l_open(char *dev, v4l_device *vd)
{
	if (!dev)
		dev = ”/dev/video0”;

	if ((vd ->fd = open(dev, O_RDWR)) < 0) {
		perror("v4l_open:");
		return -1;
	}

	if (v4l_get_capability(vd))
		return -1;

	if (v4l_get_picture(vd))
		return -1;
		
	return 0;
}

（2）读video_capability 中信息

int v4l_get_capability(v4l_device *vd)
{
	if (ioctl(vd ->fd, VIDIOCGCAP, &(vd->capability)) < 0) {
		perror("v4l_get_capability:");
		return -1;
	}
	return 0;
}

成功后可读取vd->capability各分量

（3）读video_picture中信息

int v4l_get_picture(v4l_device *vd)
{
	if (ioctl(vd ->fd, VIDIOCGPICT, &(vd->picture)) < 0) {
		perror("v4l_get_picture:");
		return -1;
	}

	return 0;
}

成功后可读取图像的属性

（4）改变video_picture中分量的值 （可以不做的）

先为分量赋新值，再调用VIDIOCSPICT

vd->picture.colour = 65535;
if(ioctl(vd->fd, VIDIOCSPICT, &(vd->picture)) < 0)
{
	perror("VIDIOCSPICT");
	return -1;
}

（5）初始化channel （可以不做的）

必须先做得到vd->capability中的信息

int v4l_get_channels(v4l_device *vd)
{
	int i;
	for (i = 0; i < vd ->capability.channels; i++) {
		vd ->channel[i].channel = i;
		if (ioctl(vd ->fd, VIDIOCGCHAN, &(vd->channel[i])) < 0) {
			perror("v4l_get_channel:");
			return -1;
		}
	}
	return 0;
}

（6）关闭设备

int v4l_close(v4l_device *vd)
{
	close(vd ->fd);
	return 0;
}