V4L2超详细讲解.docx
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V4L2超详细讲解
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1.定义
V4L2（VideoForLinuxTwo）是内核提供应应用程序访问音、视频驱动的统一接口。
2.工作流程：
打开设备－>检查和设置设备属性－>设置帧格式－>设置一种输入输出方法〔缓冲区管理〕－>循环获取数据－>关闭设备。
3.设备的打开和关闭：
#include
intopen（constchar*device_name,intflags）;
#include
intclose（intfd）;
例：
intfd=open（“/dev/video0〞,O_RDWR）;//打开设备
close（fd）;//关闭设备
注意：
V4L2的相关定义包含在头文件中.
4.查询设备属性：
VIDIOC_QUERYCAP
相关函数：
intioctl（intfd,intrequest,structv4l2_capability*argp）;
相关结构体：
structv4l2_capability
{
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
例：
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。
相关函数：
intioctl（intfd,intrequest,structv4l2_fmtdesc*argp）;
intioctl（intfd,intrequest,structv4l2_format*argp）;
相关结构体：
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
相关函数：
intioctl（intfd,intrequest,structv4l2_fmtdesc*argp）;
相关结构体：
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
u32reserved[4];//保存
};
例：
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
相关函数：
intioctl（intfd,intrequest,structv4l2_format*argp）;
相关结构体：
structv4l2_format
{
enumv4l2_buf_typetype;//帧类型，应用程序设置
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
u32pixelformat;//帧格式
enumv4l2_fieldfield;
u32bytesperline;
u32sizeimage;
enumv4l2_colorspacecolorspace;
u32priv;
};
例：
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）;
structv4l2_fmtdescfmtdesc;fmtdesc.index=0;fmtdesc.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;while（ioctl（fd,VIDIOC_ENUM_FMT,&fmtdesc）!
=-1）
{
if（fmtdesc.pixelformat&fmt.fmt.pix.pixelformat）
{
printf（“\tformat:
%s\n〞,fmtdesc.description）;
break;
}
fmtdesc.index++;
}
例：
检查是否支持某种帧格式
structv4l2_formatfmt;fmt.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;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
相关函数：
intioctl（intfd,intrequest,structv4l2_cropcap*argp）;
intioctl（intfd,intrequest,structv4l2_crop*argp）;
intioctl（intfd,intrequest,conststructv4l2_crop*argp）;
相关结构体：
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
相关函数：
intioctl（intfd,intrequest,structv4l2_cropcap*argp）;
相关结构体：
structv4l2_cropcap
{
enumv4l2_buf_typetype;//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
相关函数：
intioctl（intfd,intrequest,structv4l2_crop*argp）;
intioctl（intfd,intrequest,conststructv4l2_crop*argp）;
相关结构体：
structv4l2_crop
{
enumv4l2_buf_typetype;//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video
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