V4L2通过摄像头采集图片
2015-12-25 14:23
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V4L2通过摄像头采集图片
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <getopt.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <malloc.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <asm/types.h>
#include <linux/videodev2.h>
#define CAMERA_DEVICE "/dev/video0"
#define CAPTURE_FILE "frame_yuyv_new.jpg"
#define CAPTURE_RGB_FILE "frame_rgb_new.bmp"
#define CAPTURE_show_FILE "a.bmp"
#define VIDEO_WIDTH 640
#define VIDEO_HEIGHT 480
#define VIDEO_FORMAT V4L2_PIX_FMT_YUYV
#define BUFFER_COUNT 4
typedef struct VideoBuffer {
void *start; //视频缓冲区的起始地址
size_t length;//缓冲区的长度
} VideoBuffer;
/*
void *calloc(unsigned n,unsigned size) 功 能: 在内存的动态存储区中分配n个长度为size的连续空间，函数返回一个指向分配起始地址的指针；如果分配不成功，返回NULL。跟malloc的区别：calloc在动态分配完内存后，自动初始化该内存空间为零，而malloc不初始化，里边数据是随机的垃圾数据
*/
//位图文件头数据结构含有位图文件的类型，大小和打印格式等信息
//进行数据字节的对齐
#pragma pack(1)
typedef struct BITMAPFILEHEADER
{
unsigned short bfType;//位图文件的类型,
unsigned long bfSize;//位图文件的大小，以字节为单位
unsigned short bfReserved1;//位图文件保留字，必须为0
unsigned short bfReserved2;//同上
unsigned long bfOffBits;//位图阵列的起始位置，以相对于位图文件 或者说是头的偏移量表示，以字节为单位
} BITMAPFILEHEADER;
#pragma pack()
typedef struct BITMAPINFOHEADER//位图信息头类型的数据结构，用于说明位图的尺寸
{
unsigned long biSize;//位图信息头的长度，以字节为单位
unsigned long biWidth;//位图的宽度，以像素为单位
unsigned long biHeight;//位图的高度，以像素为单位
unsigned short biPlanes;//目标设备的级别,必须为1
unsigned short biBitCount;//每个像素所需的位数，必须是1(单色),4(16色),8(256色)或24(2^24色)之一
unsigned long biCompression;//位图的压缩类型，必须是0-不压缩，1-BI_RLE8压缩类型或2-BI_RLE4压缩类型之一
unsigned long biSizeImage;//位图大小，以字节为单位
unsigned long biXPelsPerMeter;//位图目标设备水平分辨率，以每米像素数为单位
unsigned long biYPelsPerMeter;//位图目标设备垂直分辨率，以每米像素数为单位
unsigned long biClrUsed;//位图实际使用的颜色表中的颜色变址数
unsigned long biClrImportant;//位图显示过程中被认为重要颜色的变址数
} BITMAPINFOHEADER;
VideoBuffer framebuf[BUFFER_COUNT]; //修改了错误，2012-5.21
int fd;
struct v4l2_capability cap;
struct v4l2_fmtdesc fmtdesc;
struct v4l2_format fmt;
struct v4l2_requestbuffers reqbuf;
struct v4l2_buffer buf;
unsigned char *starter;
unsigned char *newBuf;
struct BITMAPFILEHEADER bfh;
struct BITMAPINFOHEADER bih;
void create_bmp_header()
{
bfh.bfType = (unsigned short)0x4D42;
bfh.bfSize = (unsigned long)(14 + 40 + VIDEO_WIDTH * VIDEO_HEIGHT*3);
bfh.bfReserved1 = 0;
bfh.bfReserved2 = 0;
bfh.bfOffBits = (unsigned long)(14 + 40);
bih.biBitCount = 24;
bih.biWidth = VIDEO_WIDTH;
bih.biHeight = VIDEO_HEIGHT;
bih.biSizeImage = VIDEO_WIDTH * VIDEO_HEIGHT * 3;
bih.biClrImportant = 0;
bih.biClrUsed = 0;
bih.biCompression = 0;
bih.biPlanes = 1;
bih.biSize = 40;//sizeof(bih);
bih.biXPelsPerMeter = 0x00000ec4;
bih.biYPelsPerMeter = 0x00000ec4;
}
int open_device()
{
/*
在linux下设备都是以文件的形式进行管理的
ioctl是设备驱动程序中对设备的I/O通道进行管理的函数int ioctl(int fd,int cmd,...)?
成功返回0，出错返回-1
其中fd--就是用户程序打开设备使用open函数返回的文件标识符
cmd--就是用户程序对设备的控制命令，至于后面都省略号，有或没有和cmd的意义相关
*/
int fd;
fd = open(CAMERA_DEVICE, O_RDWR, 0);//
if (fd < 0) {
printf("Open %s failed\n", CAMERA_DEVICE);
return -1;
}
return fd;
}
void get_capability()
{// 获取驱动信息
/*
控制命令VIDIOC_QUERYCAP
功能：查询设备驱动的功能;
参数说明：参数类型为V4L2的能力描述类型struct v4l2_capability;
struct v4l2_capability {
__u8 driver[16]; //i.e. "bttv" //驱动名称,
__u8 card[32]; // i.e. "Hauppauge WinTV" //
__u8 bus_info[32]; // "PCI:" + pci_name(pci_dev) //PCI总线信息
__u32 version; // should use KERNEL_VERSION()
__u32 capabilities; // Device capabilities //设备能力
__u32 reserved[4];
};
返回值说明： 执行成功时，函数返回值为 0;
函数执行成功后，struct v4l2_capability 结构体变量中的返回当前视频设备所支持的功能
例如支持视频捕获功能V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE或V4L2_CAP_STREAMING
*/
int ret = ioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap);
if (ret < 0) {
printf("VIDIOC_QUERYCAP failed (%d)\n", ret);
return;
}
// Print capability infomations
printf("------------VIDIOC_QUERYCAP-----------\n");
printf("Capability Informations:\n");
printf(" driver: %s\n", cap.driver);
printf(" card: %s\n", cap.card);
printf(" bus_info: %s\n", cap.bus_info);
printf(" version: %08X\n", cap.version);
printf(" capabilities: %08X\n\n", cap.capabilities);
return;
}
void get_format()
{
/*获取当前视频设备支持的视频格式
控制命令 VIDIOC_ENUM_FMT
功能： 获取当前视频设备支持的视频格式 。
参数说明：参数类型为V4L2的视频格式描述符类型 struct v4l2_fmtdesc
struct v4l2_fmtdesc {
__u32 index; // Format number
enum v4l2_buf_type type; // buffer type
__u32 flags;
__u8 description[32]; // Description string
__u32 pixelformat; // Format fourcc
__u32 reserved[4];
};
返回值说明： 执行成功时，函数返回值为 0;
*/
int ret;
fmtdesc.index=0;
fmtdesc.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
ret=ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &fmtdesc);
while (ret != 0)
{
fmtdesc.index++;
ret=ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &fmtdesc);
}
printf("--------VIDIOC_ENUM_FMT---------\n");
printf("get the format what the device support\n{ pixelformat = ''%c%c%c%c'', description = ''%s'' }\n",fmtdesc.pixelformat & 0xFF, (fmtdesc.pixelformat >> 8) & 0xFF, (fmtdesc.pixelformat >> 16) & 0xFF,(fmtdesc.pixelformat >> 24) & 0xFF, fmtdesc.description);
return;
}
int set_format()
{
/*
控制命令VIDIOC_S_FMT
功能：设置视频设备的视频数据格式，例如设置视频图像数据的长、宽，图像格式JPEG、YUYV格式);
参数说明：参数类型为V4L2的视频数据格式类型struct v4l2_format;
struct v4l2_format {
enum v4l2_buf_type type; //数据流类型，必须永远是V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE
union {
struct v4l2_pix_format pix; // V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE
struct v4l2_window win; // V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OVERLAY
struct v4l2_vbi_format vbi; // V4L2_BUF_TYPE_VBI_CAPTURE
struct v4l2_sliced_vbi_format sliced; // V4L2_BUF_TYPE_SLICED_VBI_CAPTURE
__u8 raw_data[200]; // user-defined
} fmt;
};
struct v4l2_pix_format {
__u32 width; // 宽，必须是16的倍数
__u32 height; // 高，必须是16的倍数
__u32 pixelformat; // 视频数据存储类型，例如是YUV4:2:2还是RGB
enum v4l2_field field;
__u32 bytesperline;
__u32 sizeimage;
enum v4l2_colorspace colorspace;
__u32 priv;
};
返回值说明： 执行成功时，函数返回值为 0;
注意：如果该视频设备驱动不支持你所设定的图像格式，视频驱动会重新修改struct v4l2_format结构体变量的值为该视频设备所支持的图像格式，所以在程序设计中，设定完所有的视频格式后，要获取实际的视频格式，要重新读取 struct v4l2_format结构体变量。
使用VIDIOC_G_FMT设置视频设备的视频数据格式，VIDIOC_TRY_FMT验证视频设备的视频数据格式
*/
fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
fmt.fmt.pix.width = VIDEO_WIDTH;
fmt.fmt.pix.height = VIDEO_HEIGHT;
fmt.fmt.pix.pixelformat = fmtdesc.pixelformat;//V4L2_PIX_FMT_YUYV;
fmt.fmt.pix.field = V4L2_FIELD_INTERLACED;
int ret = ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt);
if (ret < 0) {
printf("VIDIOC_S_FMT failed (%d)\n", ret);
return;
}
/* // 设置视频格式VIDIOC_G_FMT和VIDIOC_S_FMT相同
ret = ioctl(fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt);
if (ret < 0) {
printf("VIDIOC_G_FMT failed (%d)\n", ret);
return ret;
}*/
// Print Stream Format
printf("------------VIDIOC_S_FMT---------------\n");
printf("Stream Format Informations:\n");
printf(" type: %d\n", fmt.type);
printf(" width: %d\n", fmt.fmt.pix.width);
printf(" height: %d\n", fmt.fmt.pix.height);
char fmtstr[8];
memset(fmtstr, 0, 8);
/*
void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);
从源src所指的内存地址的起始位置开始拷贝n个字节到目标dest所指的内存地址的起始位置中
所需头文件include <string.h>
*/
memcpy(fmtstr, &fmt.fmt.pix.pixelformat, 4);
printf(" pixelformat: %s\n", fmtstr);
printf(" field: %d\n", fmt.fmt.pix.field);
printf(" bytesperline: %d\n", fmt.fmt.pix.bytesperline);
printf(" sizeimage: %d\n", fmt.fmt.pix.sizeimage);
printf(" colorspace: %d\n", fmt.fmt.pix.colorspace);
printf(" priv: %d\n", fmt.fmt.pix.priv);
printf(" raw_date: %s\n", fmt.fmt.raw_data);
return;
}
void request_buf()
{
/*
控制命令VIDIOC_REQBUFS
功能： 请求V4L2驱动分配视频缓冲区(申请V4L2视频驱动分配内存)，V4L2是视频设备的驱动层，位于内核空间，所以通过VIDIOC_REQBUFS控制命令字申请的内存位于内核空间，应用程序不能直接访问，需要通过调用mmap内存映射函数把内核空间内存映射到用户空间后，应用程序通过访问用户空间地址来访问内核空间。
参数说明：参数类型为V4L2的申请缓冲区数据结构体类型struct v4l2_requestbuffers;
struct v4l2_requestbuffers {
u32 count; //缓存数量,也就是说在缓存队列里保持多少张照片
enum v4l2_buf_type type; //数据流类型,必须永远是V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE
enum v4l2_memory memory; //V4L2_MEMORY_MMAP或V4L2_MEMORY_USERPTR
u32 reserved[2];
};
返回值说明： 执行成功时，函数返回值为 0，V4L2驱动层分配好了视频缓冲区;
注意：VIDIOC_REQBUFS会修改tV4L2_reqbuf的count值，tV4L2_reqbuf的count值返回实际申请成功的视频缓冲区数目;
*/
reqbuf.count = BUFFER_COUNT;
reqbuf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
reqbuf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
int ret = ioctl(fd , VIDIOC_REQBUFS, &reqbuf);
if(ret < 0) {
printf("VIDIOC_REQBUFS failed (%d)\n", ret);
return;
}
printf("the buffer has been assigned successfully!\n");
return;
}
void query_map_qbuf()
{
/*
控制命令VIDIOC_QUERYBUF
功能：查询已经分配的V4L2的视频缓冲区的相关信息，包括视频缓冲区的使用状态、在内核空间的偏移地址、缓冲区长度等。在应用程序设计中通过调VIDIOC_QUERYBUF来获取内核空间的视频缓冲区信息，然后调用函数mmap把内核空间地址映射到用户空间，这样应用程序才能够访问位于内核空间的视频缓冲区
参数说明：参数类型为V4L2缓冲区数据结构类型struct v4l2_buffer;
struct v4l2_buffer {
__u32 index;
enum v4l2_buf_type type;
__u32 bytesused;
__u32 flags;
enum v4l2_field field;
struct timeval timestamp;
struct v4l2_timecode timecode;
__u32 sequence;
////////// memory location ////////
enum v4l2_memory memory;
union {
__u32 offset;
unsigned long userptr;
} m;
__u32 length;
__u32 input;
__u32 reserved;
};
返回值说明： 执行成功时，函数返回值为 0;
struct v4l2_buffer结构体变量中保存了指令的缓冲区的相关信息;一般情况下，应用程序中调用VIDIOC_QUERYBUF取得了内核缓冲区信息后，紧接着调用mmap函数把内核空间地址映射到用户空间方便用户空间应用程序的访问
*/
int i,ret;
for (i = 0; i < reqbuf.count; i++)
{
buf.index = i;
buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
ret = ioctl(fd , VIDIOC_QUERYBUF, &buf);//buf取得内存缓冲区的信息
if(ret < 0) {
printf("VIDIOC_QUERYBUF (%d) failed (%d)\n", i, ret);
return;
}
// mmap buffer
framebuf[i].length = buf.length;//framebuf是程序最前面定义的一个结构体类型的数据
/*
#include <sys/mman.h>
void *mmap(void *start, size_t length, int prot, int flags,int fd, off_t offset);
int munmap(void *start, size_t length);
mmap将一个文件或者其它对象映射进内存。文件被映射到多个页上，如果文件的大小不是所有页的大小之和，最后一个页不被使用的空间将会清零
start：映射区的开始地址，设置为0时表示由系统决定映射区的起始地址
length：映射区的长度
prot：期望的内存保护标志，不能与文件的打开模式冲突。是以下的某个值，可以通过or运算合理地组合在一起 PROT_EXEC //页内容可以被执行
PROT_READ //页内容可以被读取
PROT_WRITE //页可以被写入
PROT_NONE //页不可访问
flags：指定映射对象的类型，映射选项和映射页是否可以共享
MAP_SHARED //与其它所有映射这个对象的进程共享映射空间。对共享区的写入，相当于输出到文件。直到msync()或者munmap()被调用，文件实际上不会被更新
fd：有效的文件描述词。一般是由open()函数返回，其值也可以设置为-1，此时需要指定flags参数中的MAP_ANON,表明进行的是匿名映射
offset：被映射对象内容的起点
成功执行时，mmap()返回被映射区的指针，munmap()返回0。失败时，mmap()返回MAP_FAILED[其值为(void *)-1]，munmap返回-1
*/
framebuf[i].start = (char *) mmap(0, buf.length, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, buf.m.offset);
if (framebuf[i].start == MAP_FAILED) {
printf("mmap (%d) failed: %s\n", i, strerror(errno));
return;
}
// Queen buffer
/*
控制命令VIDIOC_QBUF
功能：投放一个空的视频缓冲区到视频缓冲区输入队列中
参数说明：参数类型为V4L2缓冲区数据结构类型struct v4l2_buffer;
返回值说明： 执行成功时，函数返回值为 0;
函数执行成功后，指令(指定)的视频缓冲区进入视频输入队列，在启动视频设备拍摄图像时，相应的视频数据被保存到视频输入队列相应的视频缓冲区中
*/
ret = ioctl(fd , VIDIOC_QBUF, &buf);
if (ret < 0) {
printf("VIDIOC_QBUF (%d) failed (%d)\n", i, ret);
return;
}
printf("Frame buffer %d: address=0x%x, length=%d\n", i, (unsigned int)framebuf[i].start, framebuf[i].length);
}//空的视频缓冲区都已经在视频缓冲的输入队列中了
return;
}
void yuyv2rgb()
{
unsigned char YUYV[4],RGB[6];
int j,k,i;
unsigned int location=0;
j=0;
for(i=0;i < framebuf[buf.index].length;i+=4)
{
YUYV[0]=starter[i];//Y0
YUYV[1]=starter[i+1];//U
YUYV[2]=starter[i+2];//Y1
YUYV[3]=starter[i+3];//V
if(YUYV[0]<1)
{
RGB[0]=0;
RGB[1]=0;
RGB[2]=0;
}
else
{
RGB[0]=YUYV[0]+1.772*(YUYV[1]-128);//b
RGB[1]=YUYV[0]-0.34413*(YUYV[1]-128)-0.71414*(YUYV[3]-128);//g
RGB[2]=YUYV[0]+1.402*(YUYV[3]-128);//r
}
if(YUYV[2]<0)
{
RGB[3]=0;
RGB[4]=0;
RGB[5]=0;
}
else
{
RGB[3]=YUYV[2]+1.772*(YUYV[1]-128);//b
RGB[4]=YUYV[2]-0.34413*(YUYV[1]-128)-0.71414*(YUYV[3]-128);//g
RGB[5]=YUYV[2]+1.402*(YUYV[3]-128);//r
}
for(k=0;k<6;k++)
{
if(RGB[k]<0)
RGB[k]=0;
if(RGB[k]>255)
RGB[k]=255;
}
//请记住：扫描行在位图文件中是反向存储的！
if(j%(VIDEO_WIDTH*3)==0)//定位存储位置
{
location=(VIDEO_HEIGHT-j/(VIDEO_WIDTH*3))*(VIDEO_WIDTH*3);
}
bcopy(RGB,newBuf+location+(j%(VIDEO_WIDTH*3)),sizeof(RGB));
j+=6;
}
return;
}
void move_noise()
{//双滤波器
int i,j,k,temp[3],temp1[3];
unsigned char BGR[13*3];
unsigned int sq,sq1,loc,loc1;
int h=VIDEO_HEIGHT,w=VIDEO_WIDTH;
for(i=2;i<h-2;i++)
{
for(j=2;j<w-2;j++)
{
memcpy(BGR,newBuf+(i-1)*w*3+3*(j-1),9);
memcpy(BGR+9,newBuf+i*w*3+3*(j-1),9);
memcpy(BGR+18,newBuf+(i+1)*w*3+3*(j-1),9);
memcpy(BGR+27,newBuf+(i-2)*w*3+3*j,3);
memcpy(BGR+30,newBuf+(i+2)*w*3+3*j,3);
memcpy(BGR+33,newBuf+i*w*3+3*(j-2),3);
memcpy(BGR+36,newBuf+i*w*3+3*(j+2),3);
memset(temp,0,4*3);
for(k=0;k<9;k++)
{
temp[0]+=BGR[k*3];
temp[1]+=BGR[k*3+1];
temp[2]+=BGR[k*3+2];
}
temp1[0]=temp[0];
temp1[1]=temp[1];
temp1[2]=temp[2];
for(k=9;k<13;k++)
{
temp1[0]+=BGR[k*3];
temp1[1]+=BGR[k*3+1];
temp1[2]+=BGR[k*3+2];
}
for(k=0;k<3;k++)
{
temp[k]/=9;
temp1[k]/=13;
}
sq=0xffffffff;loc=0;
sq1=0xffffffff;loc1=0;
unsigned int a;
for(k=0;k<9;k++)
{
a=abs(temp[0]-BGR[k*3])+abs(temp[1]-BGR[k*3+1])+abs(temp[2]-BGR[k*3+2]);
if(a<sq)
{
sq=a;
loc=k;
}
}
for(k=0;k<13;k++)
{
a=abs(temp1[0]-BGR[k*3])+abs(temp1[1]-BGR[k*3+1])+abs(temp1[2]-BGR[k*3+2]);
if(a<sq1)
{
sq1=a;
loc1=k;
}
}
newBuf[i*w*3+3*j]=(unsigned char)((BGR[3*loc]+BGR[3*loc1])/2);
newBuf[i*w*3+3*j+1]=(unsigned char)((BGR[3*loc+1]+BGR[3*loc1+1])/2);
newBuf[i*w*3+3*j+2]=(unsigned char)((BGR[3*loc+2]+BGR[3*loc1+2])/2);
/*还是有些许的噪点
temp[0]=(BGR[3*loc]+BGR[3*loc1])/2;
temp[1]=(BGR[3*loc+1]+BGR[3*loc1+1])/2;
temp[2]=(BGR[3*loc+2]+BGR[3*loc1+2])/2;
sq=abs(temp[0]-BGR[loc*3])+abs(temp[1]-BGR[loc*3+1])+abs(temp[2]-BGR[loc*3+2]);
sq1=abs(temp[0]-BGR[loc1*3])+abs(temp[1]-BGR[loc1*3+1])+abs(temp[2]-BGR[loc1*3+2]);
if(sq1<sq) loc=loc1;
newBuf[i*w*3+3*j]=BGR[3*loc];
newBuf[i*w*3+3*j+1]=BGR[3*loc+1];
newBuf[i*w*3+3*j+2]=BGR[3*loc+2];*/
}
}
return;
}
void yuyv2rgb1()
{
unsigned char YUYV[3],RGB[3];
memset(YUYV,0,3);
int j,k,i;
unsigned int location=0;
j=0;
for(i=0;i < framebuf[buf.index].length;i+=2)
{
YUYV[0]=starter[i];//Y0
if(i%4==0)
YUYV[1]=starter[i+1];//U
//YUYV[2]=starter[i+2];//Y1
if(i%4==2)
YUYV[2]=starter[i+1];//V
if(YUYV[0]<1)
{
RGB[0]=0;
RGB[1]=0;
RGB[2]=0;
}
else
{
RGB[0]=YUYV[0]+1.772*(YUYV[1]-128);//b
RGB[1]=YUYV[0]-0.34413*(YUYV[1]-128)-0.71414*(YUYV[2]-128);//g
RGB[2]=YUYV[0]+1.402*(YUYV[2]-128);//r
}
for(k=0;k<3;k++)
{
if(RGB[k]<0)
RGB[k]=0;
if(RGB[k]>255)
RGB[k]=255;
}
//请记住：扫描行在位图文件中是反向存储的！
if(j%(VIDEO_WIDTH*3)==0)//定位存储位置
{
location=(VIDEO_HEIGHT-j/(VIDEO_WIDTH*3))*(VIDEO_WIDTH*3);
}
bcopy(RGB,newBuf+location+(j%(VIDEO_WIDTH*3)),sizeof(RGB));
j+=3;
}
return;
}
void store_yuyv()
{
FILE *fp = fopen(CAPTURE_FILE, "wb");
if (fp < 0) {
printf("open frame data file failed\n");
return;
}
fwrite(framebuf[buf.index].start, 1, buf.length, fp);
fclose(fp);
printf("Capture one frame saved in %s\n", CAPTURE_FILE);
return;
}
void store_bmp(int n_len)
{
FILE *fp1 = fopen(CAPTURE_RGB_FILE, "wb");
if (fp1 < 0) {
printf("open frame data file failed\n");
return;
}
fwrite(&bfh,sizeof(bfh),1,fp1);
fwrite(&bih,sizeof(bih),1,fp1);
fwrite(newBuf, 1, n_len, fp1);
fclose(fp1);
printf("Change one frame saved in %s\n", CAPTURE_RGB_FILE);
return;
}
int main()
{
int i, ret;
// 打开设备
fd=open_device();
// 获取驱动信息
//struct v4l2_capability cap;
get_capability();
//获取当前视频设备支持的视频格式
//struct v4l2_fmtdesc fmtdesc;
memset(&fmtdesc,0,sizeof(fmtdesc));
get_format();
// 设置视频格式
//struct v4l2_format fmt;
//memset在一段内存块中填充某个给定的值，它是对较大的结构体或数组进行清零操作的一种最快的方法
memset(&fmt, 0, sizeof(fmt));//将fmt中的前sizeof(fmt)字节用0替换并返回fmt
set_format();
// 请求分配内存
//struct v4l2_requestbuffers reqbuf;
request_buf();
// 获取空间，并将其映射到用户空间，然后投放到视频输入队列
//struct v4l2_buffer buf;
query_map_qbuf();
// 开始录制
enum v4l2_buf_type type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
/*
控制命令VIDIOC_STREAMON
功能：启动视频采集命令，应用程序调用VIDIOC_STREAMON启动视频采集命令后，视频设备驱动程序开始采集视频数据，并把采集到的视频数据保存到视频驱动的视频缓冲区中
参数说明：参数类型为V4L2的视频缓冲区类型 enum v4l2_buf_type ;
enum v4l2_buf_type {
V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE = 1,
V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT = 2,
V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OVERLAY = 3,
V4L2_BUF_TYPE_VBI_CAPTURE = 4,
V4L2_BUF_TYPE_VBI_OUTPUT = 5,
V4L2_BUF_TYPE_SLICED_VBI_CAPTURE = 6,
V4L2_BUF_TYPE_SLICED_VBI_OUTPUT = 7,
#if 1
//// Experimental ////
V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT_OVERLAY = 8,
#endif
V4L2_BUF_TYPE_PRIVATE = 0x80,
};
返回值说明： 执行成功时，函数返回值为 0;函数执行成功后，视频设备驱动程序开始采集视频数据，此时应用程序一般通过调用select函数来判断一帧视频数据是否采集完成，当视频设备驱动完成一帧视频数据采集并保存到视频缓冲区中时，select函数返回，应用程序接着可以读取视频数据;否则select函数阻塞直到视频数据采集完成
*/
ret = ioctl(fd, VIDIOC_STREAMON, &type);
if (ret < 0) {
printf("VIDIOC_STREAMON failed (%d)\n", ret);
return ret;
}
// Get frame
/*
控制命令VIDIOC_DQBUF
功能：从视频缓冲区的输出队列中取得一个已经保存有一帧视频数据的视频缓冲区
参数说明：参数类型为V4L2缓冲区数据结构类型struct v4l2_buffer;
返回值说明： 执行成功时，函数返回值为 0;函数执行成功后，相应的内核视频缓冲区中保存有当前拍摄到的视频数据，应用程序可以通过访问用户空间来读取该视频数据（前面已经通过调用函数 mmap做了用户空间和内核空间的内存映射).
说明: VIDIOC_DQBUF命令结果, 使从队列删除的缓冲帧信息传给了此buf
V4L2_buffer结构体的作用就相当于申请的缓冲帧的代理，找缓冲帧的都要先问问它，通过它来联系缓冲帧，起了中间桥梁的作用
*/
ret = ioctl(fd, VIDIOC_DQBUF, &buf);//VIDIOC_DQBUF命令结果, 使从队列删除的缓冲帧信息传给了此buf
if (ret < 0) {
printf("VIDIOC_DQBUF failed (%d)\n", ret);
return ret;
}
// Process the frame 此时我们需要进行数据格式的改变
store_yuyv();
//对采集的数据进行转变，变换成RGB24模式，然后进行存储
/*
（1）开辟出来一段内存区域来存放转换后的数据
（2）循环读取buf内存段的内容，进行转换，转换后放入到新开辟的内存区域中
（3）将新开辟出来的内存区的内容读到文件中
*/
printf("********************************************\n");
int n_len;
n_len=framebuf[buf.index].length*3/2;
newBuf=calloc((unsigned int)n_len,sizeof(unsigned char));
if(!newBuf)
{
printf("cannot assign the memory !\n");
exit(0);
}
printf("the information about the new buffer:\n start Address:0x%x,length=%d\n\n",(unsigned int)newBuf,n_len);
printf("----------------------------------\n");
//YUYV to RGB
starter=(unsigned char *)framebuf[buf.index].start;
yuyv2rgb();//还是这个采集的图片的效果比较好
move_noise();
//yuyv2rgb1();
//设置bmp文件的头和bmp文件的一些信息
create_bmp_header();
store_bmp(n_len);
// Re-queen buffer
ret = ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
if (ret < 0) {
printf("VIDIOC_QBUF failed (%d)\n", ret);
return ret;
}
printf("re-queen buffer end\n");
// Release the resource
/*
表头文件 #include<unistd.h>
#include<sys/mman.h>
定义函数 int munmap(void *start,size_t length);
函数说明 munmap()用来取消参数start所指的映射内存起始地址，参数length则是欲取消的内存大小。当进程结束或利用exec相关函数来执行其他程序时，映射内存会自动解除，但关闭对应的文件描述词时不会解除映射
返回值 如果解除映射成功则返回0，否则返回－1
*/
for (i=0; i< 4; i++)
{
munmap(framebuf[i].start, framebuf[i].length);
}
//free(starter);
printf("free starter end\n");
//free(newBuf);
printf("free newBuf end\n");
close(fd);
printf("Camera test Done.\n");
return 0;
}
FROM: http://blog.csdn.net/bg2bkk/article/details/8946429
plaincopy
V4L2通过摄像头采集图片
[python] view
plaincopy
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <getopt.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <malloc.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <asm/types.h>
#include <linux/videodev2.h>
#define CAMERA_DEVICE "/dev/video0"
#define CAPTURE_FILE "frame_yuyv_new.jpg"
#define CAPTURE_RGB_FILE "frame_rgb_new.bmp"
#define CAPTURE_show_FILE "a.bmp"
#define VIDEO_WIDTH 640
#define VIDEO_HEIGHT 480
#define VIDEO_FORMAT V4L2_PIX_FMT_YUYV
#define BUFFER_COUNT 4
typedef struct VideoBuffer {
void *start; //视频缓冲区的起始地址
size_t length;//缓冲区的长度
} VideoBuffer;
/*
void *calloc(unsigned n,unsigned size) 功 能: 在内存的动态存储区中分配n个长度为size的连续空间，函数返回一个指向分配起始地址的指针；如果分配不成功，返回NULL。跟malloc的区别：calloc在动态分配完内存后，自动初始化该内存空间为零，而malloc不初始化，里边数据是随机的垃圾数据
*/
//位图文件头数据结构含有位图文件的类型，大小和打印格式等信息
//进行数据字节的对齐
#pragma pack(1)
typedef struct BITMAPFILEHEADER
{
unsigned short bfType;//位图文件的类型,
unsigned long bfSize;//位图文件的大小，以字节为单位
unsigned short bfReserved1;//位图文件保留字，必须为0
unsigned short bfReserved2;//同上
unsigned long bfOffBits;//位图阵列的起始位置，以相对于位图文件 或者说是头的偏移量表示，以字节为单位
} BITMAPFILEHEADER;
#pragma pack()
typedef struct BITMAPINFOHEADER//位图信息头类型的数据结构，用于说明位图的尺寸
{
unsigned long biSize;//位图信息头的长度，以字节为单位
unsigned long biWidth;//位图的宽度，以像素为单位
unsigned long biHeight;//位图的高度，以像素为单位
unsigned short biPlanes;//目标设备的级别,必须为1
unsigned short biBitCount;//每个像素所需的位数，必须是1(单色),4(16色),8(256色)或24(2^24色)之一
unsigned long biCompression;//位图的压缩类型，必须是0-不压缩，1-BI_RLE8压缩类型或2-BI_RLE4压缩类型之一
unsigned long biSizeImage;//位图大小，以字节为单位
unsigned long biXPelsPerMeter;//位图目标设备水平分辨率，以每米像素数为单位
unsigned long biYPelsPerMeter;//位图目标设备垂直分辨率，以每米像素数为单位
unsigned long biClrUsed;//位图实际使用的颜色表中的颜色变址数
unsigned long biClrImportant;//位图显示过程中被认为重要颜色的变址数
} BITMAPINFOHEADER;
VideoBuffer framebuf[BUFFER_COUNT]; //修改了错误，2012-5.21
int fd;
struct v4l2_capability cap;
struct v4l2_fmtdesc fmtdesc;
struct v4l2_format fmt;
struct v4l2_requestbuffers reqbuf;
struct v4l2_buffer buf;
unsigned char *starter;
unsigned char *newBuf;
struct BITMAPFILEHEADER bfh;
struct BITMAPINFOHEADER bih;
void create_bmp_header()
{
bfh.bfType = (unsigned short)0x4D42;
bfh.bfSize = (unsigned long)(14 + 40 + VIDEO_WIDTH * VIDEO_HEIGHT*3);
bfh.bfReserved1 = 0;
bfh.bfReserved2 = 0;
bfh.bfOffBits = (unsigned long)(14 + 40);
bih.biBitCount = 24;
bih.biWidth = VIDEO_WIDTH;
bih.biHeight = VIDEO_HEIGHT;
bih.biSizeImage = VIDEO_WIDTH * VIDEO_HEIGHT * 3;
bih.biClrImportant = 0;
bih.biClrUsed = 0;
bih.biCompression = 0;
bih.biPlanes = 1;
bih.biSize = 40;//sizeof(bih);
bih.biXPelsPerMeter = 0x00000ec4;
bih.biYPelsPerMeter = 0x00000ec4;
}
int open_device()
{
/*
在linux下设备都是以文件的形式进行管理的
ioctl是设备驱动程序中对设备的I/O通道进行管理的函数int ioctl(int fd,int cmd,...)?
成功返回0，出错返回-1
其中fd--就是用户程序打开设备使用open函数返回的文件标识符
cmd--就是用户程序对设备的控制命令，至于后面都省略号，有或没有和cmd的意义相关
*/
int fd;
fd = open(CAMERA_DEVICE, O_RDWR, 0);//
if (fd < 0) {
printf("Open %s failed\n", CAMERA_DEVICE);
return -1;
}
return fd;
}
void get_capability()
{// 获取驱动信息
/*
控制命令VIDIOC_QUERYCAP
功能：查询设备驱动的功能;
参数说明：参数类型为V4L2的能力描述类型struct v4l2_capability;
struct v4l2_capability {
__u8 driver[16]; //i.e. "bttv" //驱动名称,
__u8 card[32]; // i.e. "Hauppauge WinTV" //
__u8 bus_info[32]; // "PCI:" + pci_name(pci_dev) //PCI总线信息
__u32 version; // should use KERNEL_VERSION()
__u32 capabilities; // Device capabilities //设备能力
__u32 reserved[4];
};
返回值说明： 执行成功时，函数返回值为 0;
函数执行成功后，struct v4l2_capability 结构体变量中的返回当前视频设备所支持的功能
例如支持视频捕获功能V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE或V4L2_CAP_STREAMING
*/
int ret = ioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap);
if (ret < 0) {
printf("VIDIOC_QUERYCAP failed (%d)\n", ret);
return;
}
// Print capability infomations
printf("------------VIDIOC_QUERYCAP-----------\n");
printf("Capability Informations:\n");
printf(" driver: %s\n", cap.driver);
printf(" card: %s\n", cap.card);
printf(" bus_info: %s\n", cap.bus_info);
printf(" version: %08X\n", cap.version);
printf(" capabilities: %08X\n\n", cap.capabilities);
return;
}
void get_format()
{
/*获取当前视频设备支持的视频格式
控制命令 VIDIOC_ENUM_FMT
功能： 获取当前视频设备支持的视频格式 。
参数说明：参数类型为V4L2的视频格式描述符类型 struct v4l2_fmtdesc
struct v4l2_fmtdesc {
__u32 index; // Format number
enum v4l2_buf_type type; // buffer type
__u32 flags;
__u8 description[32]; // Description string
__u32 pixelformat; // Format fourcc
__u32 reserved[4];
};
返回值说明： 执行成功时，函数返回值为 0;
*/
int ret;
fmtdesc.index=0;
fmtdesc.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
ret=ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &fmtdesc);
while (ret != 0)
{
fmtdesc.index++;
ret=ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &fmtdesc);
}
printf("--------VIDIOC_ENUM_FMT---------\n");
printf("get the format what the device support\n{ pixelformat = ''%c%c%c%c'', description = ''%s'' }\n",fmtdesc.pixelformat & 0xFF, (fmtdesc.pixelformat >> 8) & 0xFF, (fmtdesc.pixelformat >> 16) & 0xFF,(fmtdesc.pixelformat >> 24) & 0xFF, fmtdesc.description);
return;
}
int set_format()
{
/*
控制命令VIDIOC_S_FMT
功能：设置视频设备的视频数据格式，例如设置视频图像数据的长、宽，图像格式JPEG、YUYV格式);
参数说明：参数类型为V4L2的视频数据格式类型struct v4l2_format;
struct v4l2_format {
enum v4l2_buf_type type; //数据流类型，必须永远是V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE
union {
struct v4l2_pix_format pix; // V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE
struct v4l2_window win; // V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OVERLAY
struct v4l2_vbi_format vbi; // V4L2_BUF_TYPE_VBI_CAPTURE
struct v4l2_sliced_vbi_format sliced; // V4L2_BUF_TYPE_SLICED_VBI_CAPTURE
__u8 raw_data[200]; // user-defined
} fmt;
};
struct v4l2_pix_format {
__u32 width; // 宽，必须是16的倍数
__u32 height; // 高，必须是16的倍数
__u32 pixelformat; // 视频数据存储类型，例如是YUV4:2:2还是RGB
enum v4l2_field field;
__u32 bytesperline;
__u32 sizeimage;
enum v4l2_colorspace colorspace;
__u32 priv;
};
返回值说明： 执行成功时，函数返回值为 0;
注意：如果该视频设备驱动不支持你所设定的图像格式，视频驱动会重新修改struct v4l2_format结构体变量的值为该视频设备所支持的图像格式，所以在程序设计中，设定完所有的视频格式后，要获取实际的视频格式，要重新读取 struct v4l2_format结构体变量。
使用VIDIOC_G_FMT设置视频设备的视频数据格式，VIDIOC_TRY_FMT验证视频设备的视频数据格式
*/
fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
fmt.fmt.pix.width = VIDEO_WIDTH;
fmt.fmt.pix.height = VIDEO_HEIGHT;
fmt.fmt.pix.pixelformat = fmtdesc.pixelformat;//V4L2_PIX_FMT_YUYV;
fmt.fmt.pix.field = V4L2_FIELD_INTERLACED;
int ret = ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt);
if (ret < 0) {
printf("VIDIOC_S_FMT failed (%d)\n", ret);
return;
}
/* // 设置视频格式VIDIOC_G_FMT和VIDIOC_S_FMT相同
ret = ioctl(fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt);
if (ret < 0) {
printf("VIDIOC_G_FMT failed (%d)\n", ret);
return ret;
}*/
// Print Stream Format
printf("------------VIDIOC_S_FMT---------------\n");
printf("Stream Format Informations:\n");
printf(" type: %d\n", fmt.type);
printf(" width: %d\n", fmt.fmt.pix.width);
printf(" height: %d\n", fmt.fmt.pix.height);
char fmtstr[8];
memset(fmtstr, 0, 8);
/*
void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);
从源src所指的内存地址的起始位置开始拷贝n个字节到目标dest所指的内存地址的起始位置中
所需头文件include <string.h>
*/
memcpy(fmtstr, &fmt.fmt.pix.pixelformat, 4);
printf(" pixelformat: %s\n", fmtstr);
printf(" field: %d\n", fmt.fmt.pix.field);
printf(" bytesperline: %d\n", fmt.fmt.pix.bytesperline);
printf(" sizeimage: %d\n", fmt.fmt.pix.sizeimage);
printf(" colorspace: %d\n", fmt.fmt.pix.colorspace);
printf(" priv: %d\n", fmt.fmt.pix.priv);
printf(" raw_date: %s\n", fmt.fmt.raw_data);
return;
}
void request_buf()
{
/*
控制命令VIDIOC_REQBUFS
功能： 请求V4L2驱动分配视频缓冲区(申请V4L2视频驱动分配内存)，V4L2是视频设备的驱动层，位于内核空间，所以通过VIDIOC_REQBUFS控制命令字申请的内存位于内核空间，应用程序不能直接访问，需要通过调用mmap内存映射函数把内核空间内存映射到用户空间后，应用程序通过访问用户空间地址来访问内核空间。
参数说明：参数类型为V4L2的申请缓冲区数据结构体类型struct v4l2_requestbuffers;
struct v4l2_requestbuffers {
u32 count; //缓存数量,也就是说在缓存队列里保持多少张照片
enum v4l2_buf_type type; //数据流类型,必须永远是V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE
enum v4l2_memory memory; //V4L2_MEMORY_MMAP或V4L2_MEMORY_USERPTR
u32 reserved[2];
};
返回值说明： 执行成功时，函数返回值为 0，V4L2驱动层分配好了视频缓冲区;
注意：VIDIOC_REQBUFS会修改tV4L2_reqbuf的count值，tV4L2_reqbuf的count值返回实际申请成功的视频缓冲区数目;
*/
reqbuf.count = BUFFER_COUNT;
reqbuf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
reqbuf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
int ret = ioctl(fd , VIDIOC_REQBUFS, &reqbuf);
if(ret < 0) {
printf("VIDIOC_REQBUFS failed (%d)\n", ret);
return;
}
printf("the buffer has been assigned successfully!\n");
return;
}
void query_map_qbuf()
{
/*
控制命令VIDIOC_QUERYBUF
功能：查询已经分配的V4L2的视频缓冲区的相关信息，包括视频缓冲区的使用状态、在内核空间的偏移地址、缓冲区长度等。在应用程序设计中通过调VIDIOC_QUERYBUF来获取内核空间的视频缓冲区信息，然后调用函数mmap把内核空间地址映射到用户空间，这样应用程序才能够访问位于内核空间的视频缓冲区
参数说明：参数类型为V4L2缓冲区数据结构类型struct v4l2_buffer;
struct v4l2_buffer {
__u32 index;
enum v4l2_buf_type type;
__u32 bytesused;
__u32 flags;
enum v4l2_field field;
struct timeval timestamp;
struct v4l2_timecode timecode;
__u32 sequence;
////////// memory location ////////
enum v4l2_memory memory;
union {
__u32 offset;
unsigned long userptr;
} m;
__u32 length;
__u32 input;
__u32 reserved;
};
返回值说明： 执行成功时，函数返回值为 0;
struct v4l2_buffer结构体变量中保存了指令的缓冲区的相关信息;一般情况下，应用程序中调用VIDIOC_QUERYBUF取得了内核缓冲区信息后，紧接着调用mmap函数把内核空间地址映射到用户空间方便用户空间应用程序的访问
*/
int i,ret;
for (i = 0; i < reqbuf.count; i++)
{
buf.index = i;
buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
ret = ioctl(fd , VIDIOC_QUERYBUF, &buf);//buf取得内存缓冲区的信息
if(ret < 0) {
printf("VIDIOC_QUERYBUF (%d) failed (%d)\n", i, ret);
return;
}
// mmap buffer
framebuf[i].length = buf.length;//framebuf是程序最前面定义的一个结构体类型的数据
/*
#include <sys/mman.h>
void *mmap(void *start, size_t length, int prot, int flags,int fd, off_t offset);
int munmap(void *start, size_t length);
mmap将一个文件或者其它对象映射进内存。文件被映射到多个页上，如果文件的大小不是所有页的大小之和，最后一个页不被使用的空间将会清零
start：映射区的开始地址，设置为0时表示由系统决定映射区的起始地址
length：映射区的长度
prot：期望的内存保护标志，不能与文件的打开模式冲突。是以下的某个值，可以通过or运算合理地组合在一起 PROT_EXEC //页内容可以被执行
PROT_READ //页内容可以被读取
PROT_WRITE //页可以被写入
PROT_NONE //页不可访问
flags：指定映射对象的类型，映射选项和映射页是否可以共享
MAP_SHARED //与其它所有映射这个对象的进程共享映射空间。对共享区的写入，相当于输出到文件。直到msync()或者munmap()被调用，文件实际上不会被更新
fd：有效的文件描述词。一般是由open()函数返回，其值也可以设置为-1，此时需要指定flags参数中的MAP_ANON,表明进行的是匿名映射
offset：被映射对象内容的起点
成功执行时，mmap()返回被映射区的指针，munmap()返回0。失败时，mmap()返回MAP_FAILED[其值为(void *)-1]，munmap返回-1
*/
framebuf[i].start = (char *) mmap(0, buf.length, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, buf.m.offset);
if (framebuf[i].start == MAP_FAILED) {
printf("mmap (%d) failed: %s\n", i, strerror(errno));
return;
}
// Queen buffer
/*
控制命令VIDIOC_QBUF
功能：投放一个空的视频缓冲区到视频缓冲区输入队列中
参数说明：参数类型为V4L2缓冲区数据结构类型struct v4l2_buffer;
返回值说明： 执行成功时，函数返回值为 0;
函数执行成功后，指令(指定)的视频缓冲区进入视频输入队列，在启动视频设备拍摄图像时，相应的视频数据被保存到视频输入队列相应的视频缓冲区中
*/
ret = ioctl(fd , VIDIOC_QBUF, &buf);
if (ret < 0) {
printf("VIDIOC_QBUF (%d) failed (%d)\n", i, ret);
return;
}
printf("Frame buffer %d: address=0x%x, length=%d\n", i, (unsigned int)framebuf[i].start, framebuf[i].length);
}//空的视频缓冲区都已经在视频缓冲的输入队列中了
return;
}
void yuyv2rgb()
{
unsigned char YUYV[4],RGB[6];
int j,k,i;
unsigned int location=0;
j=0;
for(i=0;i < framebuf[buf.index].length;i+=4)
{
YUYV[0]=starter[i];//Y0
YUYV[1]=starter[i+1];//U
YUYV[2]=starter[i+2];//Y1
YUYV[3]=starter[i+3];//V
if(YUYV[0]<1)
{
RGB[0]=0;
RGB[1]=0;
RGB[2]=0;
}
else
{
RGB[0]=YUYV[0]+1.772*(YUYV[1]-128);//b
RGB[1]=YUYV[0]-0.34413*(YUYV[1]-128)-0.71414*(YUYV[3]-128);//g
RGB[2]=YUYV[0]+1.402*(YUYV[3]-128);//r
}
if(YUYV[2]<0)
{
RGB[3]=0;
RGB[4]=0;
RGB[5]=0;
}
else
{
RGB[3]=YUYV[2]+1.772*(YUYV[1]-128);//b
RGB[4]=YUYV[2]-0.34413*(YUYV[1]-128)-0.71414*(YUYV[3]-128);//g
RGB[5]=YUYV[2]+1.402*(YUYV[3]-128);//r
}
for(k=0;k<6;k++)
{
if(RGB[k]<0)
RGB[k]=0;
if(RGB[k]>255)
RGB[k]=255;
}
//请记住：扫描行在位图文件中是反向存储的！
if(j%(VIDEO_WIDTH*3)==0)//定位存储位置
{
location=(VIDEO_HEIGHT-j/(VIDEO_WIDTH*3))*(VIDEO_WIDTH*3);
}
bcopy(RGB,newBuf+location+(j%(VIDEO_WIDTH*3)),sizeof(RGB));
j+=6;
}
return;
}
void move_noise()
{//双滤波器
int i,j,k,temp[3],temp1[3];
unsigned char BGR[13*3];
unsigned int sq,sq1,loc,loc1;
int h=VIDEO_HEIGHT,w=VIDEO_WIDTH;
for(i=2;i<h-2;i++)
{
for(j=2;j<w-2;j++)
{
memcpy(BGR,newBuf+(i-1)*w*3+3*(j-1),9);
memcpy(BGR+9,newBuf+i*w*3+3*(j-1),9);
memcpy(BGR+18,newBuf+(i+1)*w*3+3*(j-1),9);
memcpy(BGR+27,newBuf+(i-2)*w*3+3*j,3);
memcpy(BGR+30,newBuf+(i+2)*w*3+3*j,3);
memcpy(BGR+33,newBuf+i*w*3+3*(j-2),3);
memcpy(BGR+36,newBuf+i*w*3+3*(j+2),3);
memset(temp,0,4*3);
for(k=0;k<9;k++)
{
temp[0]+=BGR[k*3];
temp[1]+=BGR[k*3+1];
temp[2]+=BGR[k*3+2];
}
temp1[0]=temp[0];
temp1[1]=temp[1];
temp1[2]=temp[2];
for(k=9;k<13;k++)
{
temp1[0]+=BGR[k*3];
temp1[1]+=BGR[k*3+1];
temp1[2]+=BGR[k*3+2];
}
for(k=0;k<3;k++)
{
temp[k]/=9;
temp1[k]/=13;
}
sq=0xffffffff;loc=0;
sq1=0xffffffff;loc1=0;
unsigned int a;
for(k=0;k<9;k++)
{
a=abs(temp[0]-BGR[k*3])+abs(temp[1]-BGR[k*3+1])+abs(temp[2]-BGR[k*3+2]);
if(a<sq)
{
sq=a;
loc=k;
}
}
for(k=0;k<13;k++)
{
a=abs(temp1[0]-BGR[k*3])+abs(temp1[1]-BGR[k*3+1])+abs(temp1[2]-BGR[k*3+2]);
if(a<sq1)
{
sq1=a;
loc1=k;
}
}
newBuf[i*w*3+3*j]=(unsigned char)((BGR[3*loc]+BGR[3*loc1])/2);
newBuf[i*w*3+3*j+1]=(unsigned char)((BGR[3*loc+1]+BGR[3*loc1+1])/2);
newBuf[i*w*3+3*j+2]=(unsigned char)((BGR[3*loc+2]+BGR[3*loc1+2])/2);
/*还是有些许的噪点
temp[0]=(BGR[3*loc]+BGR[3*loc1])/2;
temp[1]=(BGR[3*loc+1]+BGR[3*loc1+1])/2;
temp[2]=(BGR[3*loc+2]+BGR[3*loc1+2])/2;
sq=abs(temp[0]-BGR[loc*3])+abs(temp[1]-BGR[loc*3+1])+abs(temp[2]-BGR[loc*3+2]);
sq1=abs(temp[0]-BGR[loc1*3])+abs(temp[1]-BGR[loc1*3+1])+abs(temp[2]-BGR[loc1*3+2]);
if(sq1<sq) loc=loc1;
newBuf[i*w*3+3*j]=BGR[3*loc];
newBuf[i*w*3+3*j+1]=BGR[3*loc+1];
newBuf[i*w*3+3*j+2]=BGR[3*loc+2];*/
}
}
return;
}
void yuyv2rgb1()
{
unsigned char YUYV[3],RGB[3];
memset(YUYV,0,3);
int j,k,i;
unsigned int location=0;
j=0;
for(i=0;i < framebuf[buf.index].length;i+=2)
{
YUYV[0]=starter[i];//Y0
if(i%4==0)
YUYV[1]=starter[i+1];//U
//YUYV[2]=starter[i+2];//Y1
if(i%4==2)
YUYV[2]=starter[i+1];//V
if(YUYV[0]<1)
{
RGB[0]=0;
RGB[1]=0;
RGB[2]=0;
}
else
{
RGB[0]=YUYV[0]+1.772*(YUYV[1]-128);//b
RGB[1]=YUYV[0]-0.34413*(YUYV[1]-128)-0.71414*(YUYV[2]-128);//g
RGB[2]=YUYV[0]+1.402*(YUYV[2]-128);//r
}
for(k=0;k<3;k++)
{
if(RGB[k]<0)
RGB[k]=0;
if(RGB[k]>255)
RGB[k]=255;
}
//请记住：扫描行在位图文件中是反向存储的！
if(j%(VIDEO_WIDTH*3)==0)//定位存储位置
{
location=(VIDEO_HEIGHT-j/(VIDEO_WIDTH*3))*(VIDEO_WIDTH*3);
}
bcopy(RGB,newBuf+location+(j%(VIDEO_WIDTH*3)),sizeof(RGB));
j+=3;
}
return;
}
void store_yuyv()
{
FILE *fp = fopen(CAPTURE_FILE, "wb");
if (fp < 0) {
printf("open frame data file failed\n");
return;
}
fwrite(framebuf[buf.index].start, 1, buf.length, fp);
fclose(fp);
printf("Capture one frame saved in %s\n", CAPTURE_FILE);
return;
}
void store_bmp(int n_len)
{
FILE *fp1 = fopen(CAPTURE_RGB_FILE, "wb");
if (fp1 < 0) {
printf("open frame data file failed\n");
return;
}
fwrite(&bfh,sizeof(bfh),1,fp1);
fwrite(&bih,sizeof(bih),1,fp1);
fwrite(newBuf, 1, n_len, fp1);
fclose(fp1);
printf("Change one frame saved in %s\n", CAPTURE_RGB_FILE);
return;
}
int main()
{
int i, ret;
// 打开设备
fd=open_device();
// 获取驱动信息
//struct v4l2_capability cap;
get_capability();
//获取当前视频设备支持的视频格式
//struct v4l2_fmtdesc fmtdesc;
memset(&fmtdesc,0,sizeof(fmtdesc));
get_format();
// 设置视频格式
//struct v4l2_format fmt;
//memset在一段内存块中填充某个给定的值，它是对较大的结构体或数组进行清零操作的一种最快的方法
memset(&fmt, 0, sizeof(fmt));//将fmt中的前sizeof(fmt)字节用0替换并返回fmt
set_format();
// 请求分配内存
//struct v4l2_requestbuffers reqbuf;
request_buf();
// 获取空间，并将其映射到用户空间，然后投放到视频输入队列
//struct v4l2_buffer buf;
query_map_qbuf();
// 开始录制
enum v4l2_buf_type type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
/*
控制命令VIDIOC_STREAMON
功能：启动视频采集命令，应用程序调用VIDIOC_STREAMON启动视频采集命令后，视频设备驱动程序开始采集视频数据，并把采集到的视频数据保存到视频驱动的视频缓冲区中
参数说明：参数类型为V4L2的视频缓冲区类型 enum v4l2_buf_type ;
enum v4l2_buf_type {
V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE = 1,
V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT = 2,
V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OVERLAY = 3,
V4L2_BUF_TYPE_VBI_CAPTURE = 4,
V4L2_BUF_TYPE_VBI_OUTPUT = 5,
V4L2_BUF_TYPE_SLICED_VBI_CAPTURE = 6,
V4L2_BUF_TYPE_SLICED_VBI_OUTPUT = 7,
#if 1
//// Experimental ////
V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT_OVERLAY = 8,
#endif
V4L2_BUF_TYPE_PRIVATE = 0x80,
};
返回值说明： 执行成功时，函数返回值为 0;函数执行成功后，视频设备驱动程序开始采集视频数据，此时应用程序一般通过调用select函数来判断一帧视频数据是否采集完成，当视频设备驱动完成一帧视频数据采集并保存到视频缓冲区中时，select函数返回，应用程序接着可以读取视频数据;否则select函数阻塞直到视频数据采集完成
*/
ret = ioctl(fd, VIDIOC_STREAMON, &type);
if (ret < 0) {
printf("VIDIOC_STREAMON failed (%d)\n", ret);
return ret;
}
// Get frame
/*
控制命令VIDIOC_DQBUF
功能：从视频缓冲区的输出队列中取得一个已经保存有一帧视频数据的视频缓冲区
参数说明：参数类型为V4L2缓冲区数据结构类型struct v4l2_buffer;
返回值说明： 执行成功时，函数返回值为 0;函数执行成功后，相应的内核视频缓冲区中保存有当前拍摄到的视频数据，应用程序可以通过访问用户空间来读取该视频数据（前面已经通过调用函数 mmap做了用户空间和内核空间的内存映射).
说明: VIDIOC_DQBUF命令结果, 使从队列删除的缓冲帧信息传给了此buf
V4L2_buffer结构体的作用就相当于申请的缓冲帧的代理，找缓冲帧的都要先问问它，通过它来联系缓冲帧，起了中间桥梁的作用
*/
ret = ioctl(fd, VIDIOC_DQBUF, &buf);//VIDIOC_DQBUF命令结果, 使从队列删除的缓冲帧信息传给了此buf
if (ret < 0) {
printf("VIDIOC_DQBUF failed (%d)\n", ret);
return ret;
}
// Process the frame 此时我们需要进行数据格式的改变
store_yuyv();
//对采集的数据进行转变，变换成RGB24模式，然后进行存储
/*
（1）开辟出来一段内存区域来存放转换后的数据
（2）循环读取buf内存段的内容，进行转换，转换后放入到新开辟的内存区域中
（3）将新开辟出来的内存区的内容读到文件中
*/
printf("********************************************\n");
int n_len;
n_len=framebuf[buf.index].length*3/2;
newBuf=calloc((unsigned int)n_len,sizeof(unsigned char));
if(!newBuf)
{
printf("cannot assign the memory !\n");
exit(0);
}
printf("the information about the new buffer:\n start Address:0x%x,length=%d\n\n",(unsigned int)newBuf,n_len);
printf("----------------------------------\n");
//YUYV to RGB
starter=(unsigned char *)framebuf[buf.index].start;
yuyv2rgb();//还是这个采集的图片的效果比较好
move_noise();
//yuyv2rgb1();
//设置bmp文件的头和bmp文件的一些信息
create_bmp_header();
store_bmp(n_len);
// Re-queen buffer
ret = ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
if (ret < 0) {
printf("VIDIOC_QBUF failed (%d)\n", ret);
return ret;
}
printf("re-queen buffer end\n");
// Release the resource
/*
表头文件 #include<unistd.h>
#include<sys/mman.h>
定义函数 int munmap(void *start,size_t length);
函数说明 munmap()用来取消参数start所指的映射内存起始地址，参数length则是欲取消的内存大小。当进程结束或利用exec相关函数来执行其他程序时，映射内存会自动解除，但关闭对应的文件描述词时不会解除映射
返回值 如果解除映射成功则返回0，否则返回－1
*/
for (i=0; i< 4; i++)
{
munmap(framebuf[i].start, framebuf[i].length);
}
//free(starter);
printf("free starter end\n");
//free(newBuf);
printf("free newBuf end\n");
close(fd);
printf("Camera test Done.\n");
return 0;
}
FROM: http://blog.csdn.net/bg2bkk/article/details/8946429
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