【OK210试用体验】OK210 V4l2视频采集

2015-8-11 19:56:59

ycdhonker ( 楼主 ) 2015-8-11 19:56:59 只看该作者 2755 | 0 倒序浏览

本帖最后由 ycdhonker 于 2015-8-11 20:51 编辑

硬件平台OK210 开发板 + USB 摄像头

开发环境：Windows XP 32 bit + Vmware 10.0 + Ubuntu 10.04 + arm-none-linux-gnueabi交叉编译环境

一、视频采集相关知识

1、V4L和V4L2。

V4L是Linux环境下开发视频采集设备驱动程序的一套规范(API)，它为驱动程序的编写提供统一的接口，并将所有的视频采集设备的驱动程序都纳入其的管理之中。V4L不仅给驱动程序编写者带来极大的方便，同时也方便了应用程序的编写和移植。V4L2是V4L的升级版，由于我们使用的OOB是3.3的内核，不再支持V4L，因而编程不再考虑V4L的api和参数定义。

2、YUYV与RGB24

RGB是一种颜色的表示法，计算机中一般采用24位来存储，每个颜色占8位。YUV也是一种颜色空间，为什么要出现YUV,主要有两个原因，一个是为了让彩色信号兼容黑白电视机，另外一个原因是为了减少传输的带宽。YUV中，Y表示亮度，U和V表示色度，总之它是将RGB信号进行了一种处理，根据人对亮度更敏感些，增加亮度的信号，减少颜色的信号，以这样“欺骗”人的眼睛的手段来节省空间。YUV到RGB颜色空间转换关系是：

R = Y + 1.042*(V-128);G = Y - 0.34414*(U-128) - 0.71414*(V-128);B = Y + 1.772*(U-128);

YUV的格式也很多，不过常见的就是422、420等。YUYV就是422形式，简单来说就是，两个像素点P1、P2本应该有Y1、U1、V1和Y2、U2、V2这六个分量，但是实际只保留Y1、U1、Y2、V2。

二、应用程序设计

先定义一些宏和结构体，方便后续编程

#define  TRUE 1
#define  FALSE 0

#define FILE_VIDEO "/dev/video2"
#define BMP       "/usr/image_bmp.bmp"
#define YUV "/usr/image_yuv.yuv"

#define  IMAGEWIDTH 640
#define  IMAGEHEIGHT 480

static int fd;
static struct v4l2_capability cap;
struct v4l2_fmtdesc fmtdesc;
struct v4l2_format fmt,fmtack;
struct v4l2_streamparm setfps;
struct v4l2_requestbuffers req;
struct v4l2_buffer buf;
enum v4l2_buf_type type;
unsigned char frame_buffer[IMAGEWIDTH*IMAGEHEIGHT*3];
struct buffer
{
void * start;
unsigned int length;
} * buffers;
int init_v4l2(void)
{
int i;
int ret = 0;
//opendev
if ((fd = open(FILE_VIDEO, O_RDWR)) == -1)
{
printf("Error opening V4L interfacen");
return (FALSE);
}
//query cap
if (ioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap) == -1)
{
printf("Error opening device %s: unable to query device.n",FILE_VIDEO);
return (FALSE);
}
else
{
printf("driver:tt%sn",cap.driver);
printf("card:tt%sn",cap.card);
printf("bus_info:t%sn",cap.bus_info);
printf("version:t%dn",cap.version);
printf("capabilities:t%xn",cap.capabilities);
if ((cap.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE) == V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE)
{
printf("Device %s: supports capture.n",FILE_VIDEO);
}
if ((cap.capabilities & V4L2_CAP_STREAMING) == V4L2_CAP_STREAMING)
{
printf("Device %s: supports streaming.n",FILE_VIDEO);
}
}
//emu all support fmt
fmtdesc.index=0;
fmtdesc.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
printf("Support format:n");
while(ioctl(fd,VIDIOC_ENUM_FMT,&fmtdesc)!=-1)
{
printf("t%d.%sn",fmtdesc.index+1,fmtdesc.description);
fmtdesc.index++;
}
//set fmt
fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV;
fmt.fmt.pix.height = IMAGEHEIGHT;
fmt.fmt.pix.width = IMAGEWIDTH;
fmt.fmt.pix.field = V4L2_FIELD_INTERLACED;
if(ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt) == -1)
{
printf("Unable to set formatn");
return FALSE;
}
if(ioctl(fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt) == -1)
{
printf("Unable to get formatn");
return FALSE;
}
{
printf("fmt.type:tt%dn",fmt.type);
printf("pix.pixelformat:t%c%c%c%cn",fmt.fmt.pix.pixelformat & 0xFF, (fmt.fmt.pix.pixelformat >> 8) & 0xFF,(fmt.fmt.pix.pixelformat >> 16) & 0xFF, (fmt.fmt.pix.pixelformat >> 24) & 0xFF);
printf("pix.height:tt%dn",fmt.fmt.pix.height);
printf("pix.width:tt%dn",fmt.fmt.pix.width);
printf("pix.field:tt%dn",fmt.fmt.pix.field);
}
//set fps
setfps.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
setfps.parm.capture.timeperframe.numerator = 10;
setfps.parm.capture.timeperframe.denominator = 10;
printf("init %s t[OK]n",FILE_VIDEO);
return TRUE;
}
int v4l2_grab(void)
{
unsigned int n_buffers;
//request for 4 buffers
req.count=4;
req.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
req.memory=V4L2_MEMORY_MMAP;
if(ioctl(fd,VIDIOC_REQBUFS,&req)==-1)
{
printf("request for buffers errorn");
}
//mmap for buffers
buffers = malloc(req.count*sizeof (*buffers));
if (!buffers)
{
printf ("Out of memoryn");
return(FALSE);
}
for (n_buffers = 0; n_buffers < req.count; n_buffers++)
{
buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
buf.index = n_buffers;
//query buffers
if (ioctl (fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf) == -1)
{
printf("query buffer errorn");
return(FALSE);
}
buffers[n_buffers].length = buf.length;
//map
buffers[n_buffers].start = mmap(NULL,buf.length,PROT_READ |PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, buf.m.offset);
if (buffers[n_buffers].start == MAP_FAILED)
{
printf("buffer map errorn");
return(FALSE);
}
}
//queue
for (n_buffers = 0; n_buffers < req.count; n_buffers++)
{
buf.index = n_buffers;
ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
}
type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
ioctl (fd, VIDIOC_STREAMON, &type);
ioctl(fd, VIDIOC_DQBUF, &buf);
printf("grab yuyv OKn");
return(TRUE);
}
int yuyv_2_rgb888(void)
{
int i,j;
unsigned char y1,y2,u,v;
int r1,g1,b1,r2,g2,b2;
char * pointer;
pointer = buffers[0].start;
for(i=0;i<480;i++)
{
for(j=0;j<320;j++)
{
y1 = *( pointer + (i*320+j)*4);
u = *( pointer + (i*320+j)*4 + 1);
y2 = *( pointer + (i*320+j)*4 + 2);
v = *( pointer + (i*320+j)*4 + 3);
r1 = y1 + 1.042*(v-128);
g1 = y1 - 0.34414*(u-128) - 0.71414*(v-128);
b1 = y1 + 1.772*(u-128);
r2 = y2 + 1.042*(v-128);
g2 = y2 - 0.34414*(u-128) - 0.71414*(v-128);
b2 = y2 + 1.772*(u-128);
if(r1>255)
r1 = 255;
else if(r1<0)
r1 = 0;
if(b1>255)
b1 = 255;
else if(b1<0)
b1 = 0;
if(g1>255)
g1 = 255;
else if(g1<0)
g1 = 0;
if(r2>255)
r2 = 255;
else if(r2<0)
r2 = 0;
if(b2>255)
b2 = 255;
else if(b2<0)
b2 = 0;
if(g2>255)
g2 = 255;
else if(g2<0)
g2 = 0;
*(frame_buffer + ((480-1-i)*320+j)*6 ) = (unsigned char)b1;
*(frame_buffer + ((480-1-i)*320+j)*6 + 1) = (unsigned char)g1;
*(frame_buffer + ((480-1-i)*320+j)*6 + 2) = (unsigned char)r1;
*(frame_buffer + ((480-1-i)*320+j)*6 + 3) = (unsigned char)b2;
*(frame_buffer + ((480-1-i)*320+j)*6 + 4) = (unsigned char)g2;
*(frame_buffer + ((480-1-i)*320+j)*6 + 5) = (unsigned char)r2;
}
}
printf("change to RGB OK n");
}
int close_v4l2(void)
{
if(fd != -1)
{
close(fd);
return (TRUE);
}
return (FALSE);
}
int main(void)
{
FILE * fp1,* fp2;
BITMAPFILEHEADER bf;
BITMAPINFOHEADER bi;
fp1 = fopen(BMP, "wb");
if(!fp1)
{
printf("open "BMP"errorn");
return(FALSE);
}
fp2 = fopen(YUV, "wb");
if(!fp2)
{
printf("open "YUV"errorn");
return(FALSE);
}
if(init_v4l2() == FALSE)
{
return(FALSE);
}
//Set BITMAPINFOHEADER
bi.biSize = 40;
bi.biWidth = IMAGEWIDTH;
bi.biHeight = IMAGEHEIGHT;
bi.biPlanes = 1;
bi.biBitCount = 24;
bi.biCompression = 0;
bi.biSizeImage = IMAGEWIDTH*IMAGEHEIGHT*3;
bi.biXPelsPerMeter = 0;
bi.biYPelsPerMeter = 0;
bi.biClrUsed = 0;
bi.biClrImportant = 0;
//Set BITMAPFILEHEADER
bf.bfType = 0x4d42;
bf.bfSize = 54 + bi.biSizeImage;
bf.bfReserved = 0;
bf.bfOffBits = 54;
v4l2_grab();
fwrite(buffers[0].start, 640*480*2, 1, fp2);
printf("save "YUV"OKn");
yuyv_2_rgb888();
fwrite(&bf, 14, 1, fp1);
fwrite(&bi, 40, 1, fp1);
fwrite(frame_buffer, bi.biSizeImage, 1, fp1);
printf("save "BMP"OKn");
fclose(fp1);
fclose(fp2);
close_v4l2();
return(TRUE);
}

复制代码

源程序附件

OK210usb摄像头图像抓取.rar (24.51 KB, 下载次数: 7)

在Ubuntu下交叉编译后得到可执行bin文件，通过tftp命令下载到开发板，主要执行chmod +x 改变文件执行权限，生成相应的图片和yuv格式视频文件，可以通过 tftp -p -r 文件名远程IP 地址传输到ubuntu 端这里需要注意的是需要在tftp 文件接收目录中建立一个与开发板下所生成的图片名相同的文件，并且该文件必须有读写权限才能放到ubuntu 端[/url]可惜的是的我的板子没有执行成功在ubuntu可以正常执行

结果执行的时候出现了错误
s3c-fimc-0 : fimc_enum_fmt_vid_capture: No capture device.[ 2292.374615] s3c-fimc-0 : fimc_s_fmt_vid_capture: No capture device.Samsung FIMC Dris3c-fimc0card:s3c-fimc0bus_info:FIMC AHB-busversion:0capabilities:4000007Device /dev/video0: supports capture.Device /dev/video0: supports streaming.Support format:Unable to set format
[url=]从网上查询了一下说s5p210视频驱动架构有两种：一种是用的linuxV4l2驱动架构，一种是三星自己的

驱动可以有两种实现方法：第一种是把摄像头驱动做成普通的V4L2设备，直接调用FIMC里的寄存器实现视频数据的捕捉和处理；第二种利用内核已经实现好的FIMC的驱动，通过某种接口形式，把我们的摄像头驱动挂接在FIMC驱动之下。

这两种方法第一种实现起来代码量比较大，因为需要直接操作FIMC的寄存器，难度也大一些；第二种方法是利用内核已经做好的FIMC驱动，难点在于如何把摄像头驱动和FIMC驱动整合起来。

这个问题还需要解决。

未完待续----