V4L2超详细讲解文档格式.docx
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{
u8driver[16];
//驱动名字
u8card[32];
//设备名字
u8bus_info[32];
//设备在系统中的位置
u32version;
//驱动版本号
u32capabilities;
//设备支持的操作
u32reserved[4];
//保存字段
};
capabilities常用值:
V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE//是否支持图像获取
显示设备信息
structv4l2_capabilitycap;
ioctl(fd,VIDIOC_QUERYCAP,&
cap);
printf(“DriverName:
%s\nCardName:
%s\nBusinfo:
%s\nDriverVersion:
%u.%u.%u\n〞,cap.driver,cap.card,cap.bus_info,(cap.version>
>
16)&
0XFF,(cap.version>
8)&
0XFF,cap.version&
0XFF);
5.设置视频的制式和帧格式
制式包括PAL,NTSC,帧的格式个包括宽度和高度等。
intioctl(intfd,intrequest,structv4l2_fmtdesc*argp);
intioctl(intfd,intrequest,structv4l2_format*argp);
v4l2_cropcap结构体用来设置摄像头的捕捉能力,在捕捉上视频时应先先设置
v4l2_cropcap的type域,再通过VIDIO_CROPCAP操作命令获取设备捕捉能力的参数,保存于v4l2_cropcap结构体中,包括bounds〔最大捕捉方框的左上角坐标和宽高〕,defrect
〔默认捕捉方框的左上角坐标和宽高〕等。
v4l2_format结构体用来设置摄像头的视频制式、帧格式等,在设置这个参数时应先填好v4l2_format的各个域,如type〔传输流类型〕,fmt.pix.width(宽),
fmt.pix.heigth(高),fmt.pix.field(采样区域,如隔行采样),fmt.pix.pixelformat(采
样类型,如YUV4:
2:
2),然后通过VIDIO_S_FMT操作命令设置视频捕捉格式。
如如下图所示:
5.1查询并显示所有支持的格式:
VIDIOC_ENUM_FMT
structv4l2_fmtdesc
u32index;
//要查询的格式序号,应用程序设置
enumv4l2_buf_typetype;
//帧类型,应用程序设置
u32flags;
//是否为压缩格式
u8description[32];
//格式名称
u32pixelformat;
//格式
//保存
显示所有支持的格式
structv4l2_fmtdescfmtdesc;
fmtdesc.index=0;
fmtdesc.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
printf("
Supportformat:
\n"
);
while(ioctl(fd,VIDIOC_ENUM_FMT,&
fmtdesc)!
=-1)
printf("
\t%d.%s\n"
fmtdesc.index+1,fmtdesc.description);
fmtdesc.index++;
}
5.2查看或设置当前格式:
VIDIOC_G_FMT,VIDIOC_S_FMT
检查是否支持某种格式:
VIDIOC_TRY_FMT
structv4l2_format
unionfmt
structv4l2_pix_formatpix;
//视频设备使用
structv4l2_windowwin;
structv4l2_vbi_formatvbi;
structv4l2_sliced_vbi_formatsliced;
u8raw_data[200];
structv4l2_pix_format
u32width;
//帧宽,单位像素
u32height;
//帧高,单位像素
//帧格式
enumv4l2_fieldfield;
u32bytesperline;
u32sizeimage;
enumv4l2_colorspacecolorspace;
u32priv;
显示当前帧的相关信息
structv4l2_formatfmt;
fmt.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
ioctl(fd,VIDIOC_G_FMT,&
fmt);
printf(“Currentdataformatinformation:
\n\twidth:
%d\n\theight:
%d\n〞,
fmt.fmt.pix.width,fmt.fmt.pix.height);
while(ioctl(fd,VIDIOC_ENUM_FMT,&
fmtdesc)!
=-1)
if(fmtdesc.pixelformat&
fmt.fmt.pix.pixelformat)
printf(“\tformat:
%s\n〞,fmtdesc.description);
break;
检查是否支持某种帧格式
fmt.fmt.pix.pixelformat=V4L2_PIX_FMT_RGB32;
if(ioctl(fd,VIDIOC_TRY_FMT,&
fmt)==-1)if(errno==EINVAL)
printf(“notsupportformatRGB32!
\n〞);
6.图像的缩放VIDIOC_CROPCAP
intioctl(intfd,intrequest,structv4l2_cropcap*argp);
intioctl(intfd,intrequest,structv4l2_crop*argp);
intioctl(intfd,intrequest,conststructv4l2_crop*argp);
Cropping和scaling主要指的是图像的取景X围与图片的比例缩放的支持。
Crop就是把得到的数据作一定的裁剪和伸缩,裁剪可以只取样我们可以得到的图像大小的一局部,剪裁的主要参数是位置、长度、宽度。
而scale的设置是通过VIDIOC_G_FMT和VIDIOC_S_FMT来获得和设置当前的image的长度,宽度来实现的。
看如下图
我们可以假设bounds是sensor最大能捕捉到的图像X围,而defrect是设备默认的最大取样X围,这个可以通过VIDIOC_CROPCAP的ioctl来获得设备的crap相关的属性v4l2_cropcap,其中的bounds就是这个bounds,其实就是上限。
每个设备都有个默认的取样X围,就是defrect,就是defaultrect的意思,它比bounds要小一些。
这个X围也是通过VIDIOC_CROPCAP的ioctl来获得的v4l2_cropcap结构中的defrect来表示的,我们可以通过VIDIOC_G_CROP和VIDIOC_S_CROP来获取和设置设备当前的crop设置。
6.1设置设备捕捉能力的参数
structv4l2_cropcap
//数据流的类型,应用程序设置
structv4l2_rectbounds;
//这是camera的镜头能捕捉到的窗口大小的局限
structv4l2_rectdefrect;
//定义默认窗口大小,包括起点位置与长,宽的大小,大小以像素为单位
structv4l2_fractpixelaspect;
//定义了图片的宽高比
6.2设置窗口取景参数VIDIOC_G_CROP和VIDIOC_S_CROP
structv4l2_crop
//应用程序设置
structv4l2_rectc;
7.videoInputsandOutputs
VIDIOC_G_INPUT和VIDIOC_S_INPUT用来查询和选如此当前的input,一个video设备节点可能对应多个视频源,比如saf7113可以最多支持四路cvbs输入,如果上层想在四个cvbs视频输入间切换,那么就要调用ioctl(fd,VIDIOC_S_INPUT,&
input)来切换。
VIDIOC_G_INPUTandVIDIOC_G_OUTPUT返回当前的videoinput和output的index.
intioctl(intfd,intrequest,structv4l2_input*argp);
structv4l2_input{
__u32index;
/*Whichinput*/
__u8name[32];
/*Label*/
__u32type;
/*Typeofinput*/
__u32audioset;
/*Associatedaudios(bitfield)*/
__u32tuner;
/*Associatedtuner*/
v4l2_std_idstd;
__u32status;
__u32reserved[4];
我们可以通过VIDIOC_ENUMINPUTandVIDIOC_ENUMOUTPUT分别列举一个input或者output的信息,我们使用一个v4l2_input结构体来存放查询结果,这个结构体中有一个index域用来指定你索要查询的是第几个input/ouput,如果你所查询的这个input是当前正在使用的,那么在v4l2_input还会包含一些当前的状态信息,如果所查询的input/output不存在,那么回返回EINVAL错误,所以,我们通过循环查找,直到返回错误来遍历所有的input/output.VIDIOC_G_INPUTandVIDIOC_G_OUTPUT返回当前的videoinput和output的index.
列举当前输入视频所支持的视频格式
structv4l2_inputinput;
structv4l2_standardstandard;
memset(&
input,0,sizeof(input));
//首先获得当前输入的index,注意只是index,要获得具体的信息,就的调用列举操作
if(-1==ioctl(fd,VIDIOC_G_INPUT,&
input.index)){
perror(〞VIDIOC_G_INPUT〞);
exit(EXIT_FAILURE);
//调用列举操作,获得input.index对应的输入的具体信息
if(-1==ioctl(fd,VIDIOC_ENUMINPUT,&
input)){
perror(〞VIDIOC_ENUM_INPUT〞);
printf(〞Currentinput%ssupports:
\n〞,input.name);
memset(&
standard,0,sizeof(standard));
standard.index=0;
//列举所有的所支持的standard,如果standard.id与当前input的input.std有共同的
bitflag,意味着当前的输入支持这个standard,这样将所有驱动所支持的standard列举一个
遍,就可以找到该输入所支持的所有standard了。
while(0==ioctl(fd,VIDIOC_ENUMSTD,&
standard)){
if(standard.id&
input.std)
printf(〞%s\n〞,standard.name);
standard.index++;
/*EINVALindicatestheendoftheenumeration,whichcannotbeemptyunlessthisdevicefallsundertheUSBexception.*/
if(errno!
=EINVAL||standard.index==0){
perror(〞VIDIOC_ENUMSTD〞);
8.Videostandards
v4l2_std_idstd_id;
//这个就是个64bit得数
intioctl(intfd,intrequest,structv4l2_standard*argp);
typedefu64v4l2_std_id;
structv4l2_standard{
v4l2_std_idid;
u8name[24];
structv4l2_fractframeperiod;
/*Frames,notfields*/
u32framelines;
当然世界上现在有多个视频标准,如NTSC和PAL,他们又细分为好多种,那么我们的设备输入/输出终究支持什么样的标准呢?
我们的当前在使用的输入和输出正在使用的是哪个标准呢?
我们怎么设置我们的某个输入输出使用的标准呢?
这都是有方法的。
查询我们的输入支持什么标准,首先就得找到当前的这个输入的index,然后查出它的属性,在其属性里面可以得到该输入所支持的标准,将它所支持的各个标准与所有的标准的信息进展比拟,就可以获知所支持的各个标准的属性。
一个输入所支持的标准应该是一个集合,而这个集合是用bit与的方式用一个64位数字表示。
因此我们所查到的是一个数字。
Example:
Informationaboutthecurrentvideostandardv4l2_std_idstd_id;
//VIDIOC_G_STD就是获得当前输入使用的standard,不过这里只是得到了该标准的id
//即flag,还没有得到其具体的属性信息,具体的属性信息要通过列举操作来得到。
if(-1==ioctl(fd,VIDIOC_G_STD,&
std_id)){//获得了当前输入使用的standard
//NotewhenVIDIOC_ENUMSTDalwaysreturnsEINVALthisisnovideodevice
//oritfallsundertheUSBexception,andVIDIOC_G_STDreturningEINVAL
//isnoerror.
perror(〞VIDIOC_G_STD〞);
standard.index=0;
//从第一个开始列举
//VIDIOC_ENUMSTD用来列举所支持的所有的video标准的信息,不过要先给standard
//结构的index域制定一个数值,所列举的标准的信息属性包含在standard里面,
//如果我们所列举的标准和std_id有共同的bit,那么就意味着这个标准就是当前输
//入所使用的标准,这样我们就得到了当前输入使用的标准的属性信息
std_id){
printf(〞Currentvideostandard:
%s\n〞,standard.name);
exit(EXIT_SUCCESS);
if(errno==EINVAL||standard.index==0){
9.申请和管理缓冲区
应用程序和设备有三种交换数据的方法,直接read/write、内存映射(memorymapping)
和用户指针。
这里只讨论内存映射(memorymapping)。
9.1向设备申请缓冲区VIDIOC_REQBUFS
intioctl(intfd,intrequest,structv4l2_requestbuffers*argp);
structv4l2_requestbuffers
u32count;
//缓冲区内缓冲帧的数目
//缓冲帧数据格式
enumv4l2_memorymemory;
//区别是内存映射还是用户指针方式
u32reserved[2];
注:
enumv4l2_memoy
V4L2_MEMORY_MMAP,V4L2_MEMORY_USERPTR
//count,type,memory都要应用程序设置
申请一个拥有四个缓冲帧的缓冲区
structv4l2_requestbuffersreq;
req.count=4;
req.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
req.memory=V4L2_MEMORY_MMAP;
ioctl(fd,VIDIOC_REQBUFS,&
req);
9.2获取缓冲帧的地址,长度:
VIDIOC_QUERYBUF
intioctl(intfd,intrequest,structv4l2_buffer*argp);
structv4l2_buffer
//buffer序号
//buffer类型
u32byteused;
//buffer中已使用的字节数
//区分是MMAP还是USERPTR
structtimevaltimestamp;
//获取第一个字节时的系统时间
structv4l2_timecodetimecode;
u32sequence;
//队列中的序号
//IO方式,被应用程序设置
unionm
u32offset;
//缓冲帧地址,只对MMAP有效
unsignedlonguserptr;
u32length;
//缓冲帧长度
u32input;
u32reserved;
9.3内存映射MMAP与定义一个结构体来映射每个缓冲帧。
相关结构体:
structbuffer
void*start;
unsignedintlength;
}*buffers;
sys/mman.h>
void*mmap(void*addr,size_tlength,intprot,intflags,intfd,off_toffset)
//addr映射起始地址,一般为NULL,让内核自动选择
//length被映射内存块的长度
//prot标志映射后能否被读写,其值为PROT_EXEC,P