USB摄像头实验的学习课件.pptxVIP

第1页/共21页USB摄像头实验的学习课件第2页/共21页2．实验设备 硬件： PC机1台 MagicARM2410教学实验开发平台 1台 USB摄像头（OV511芯片组） 1个 软件： RedHat Linux 9.0操作系统 Windows 98/2000/XP操作系统（可选） 嵌入式Linux开发环境第3页/共21页3．实验内容 通过使用video4linux的API函数从视频设备（OV511摄像头）中读取图像数据，然后将这些数据写入Frame Buffer，使摄像头采集到的图像在液晶屏中显示出来。第4页/共21页4．实验预习要求(1) 熟悉嵌入式Linux应用程序的编写及其编译调试的方法。 (2) 熟悉nfs文件系统的使用。(3) 复习FrameBuffer模块应用实验和video4linux模块应用实验。第5页/共21页5．实验原理采集程序实现过程： 首先打开视频设备，视频采集设备在系统中对应的设备文件为/dev/video0，采用系统调用函数fd = open ( /dev/video0, O_RDWR )，fd是设备打开后返回的文件描述符（打开错误返回-1），以后的系统调用函数就可使用它来对设备文件进行操作了。接着，利用ioct1（fd, VIDIOCGCAP, grab_cap）函数读取struct?video _capability中有关图像捕捉设备的信息。该函数成功返回后，这些信息从内核空间拷贝到用户程序空间grab_cap各成员分量中，使用printf函数就可得到各成员分量信息，例如printf(maxheight=%d, grab_fd.maxheight)获得最大垂直分辨率的大小。 第6页/共21页5．实验原理还可以使用ioct1( fd, VIDIOCGPICT, grab_pic)函数读取视频采集设备缓冲voideo_picture信息。在用户空间程序中可以改变这些信息，具体方法为先给变量赋新值，再调用VIDIOCSPICT?ioct1函数，如程序清单 1.1所示：程序清单 1.1 改变图像捕捉设备缓冲信息grab_fd.depth = 3;if ( ioct1( fd, VIDIOCSPICT, grab_pic ) 0 ){ perror(VIDIOCSPICT);return?-1;}第7页/共21页5．实验原理 完成以上初始化设备工作后，就可以对视频图像截取了，有两种方法：一种是read()直接读取；另外一种mmap()内存映射。Read()通过内核缓冲区来读取数据；而mmap()通过把设备文件映射到内存中，绕过了内核缓冲区，最快的磁盘访问往往还是慢于最慢的内存访问，所以mmap()方式加速了I/O访问。另外，mmap()系统调用使得进程之间通过映射同一文件实现共享内存，各进程可以像访问普通内存一样对文件进行访问，访问时只需要使用指针而不用调用文件操作函数。因为mmap()的以上优点，所以在程序实现中采用了内存映射方式，即mmap()方式。第8页/共21页5．实验原理利用mmap()方式视频裁取具体进行操作如下： ①先使用ioct1( fd, VIDIOCGMBUF, grab_vm)函数获得摄像头存储缓冲区的帧信息，之后修改voideo_mmap中的设置，例如重新设置图像帧的垂直及水平分辨率、彩色显示格式。可利用如下语句:grab_buf.height = 240;grab_buf.width = 320;grab_buf.format = VIDEO_PALETTE_RGB24; ②接着把摄像头对应的设备文件映射到内存区，具体使用grab_data = (unsigned?char*) mmap( 0, grab_vm.size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, grad_fd, 0 )操作。这样设备文件的内容就映射到内存区，该映射内容区可读可写并且不同进程间可共享。该函数成功时返回映像内存区的指针，出错时返回值为-1。 第9页/共21页5．实验原理下面对单帧采集和连续帧采集进行说明：单帧采集 在上面获取的摄像头存储缓冲区帧信息中，最多可支持的帧数（frames的值）一般为两帧。对于单帧采集只需设置grab_buf.frame=0，即采集其中的第一帧，使用ioctl( fd, VIDIOCMCAPTURE, grab_buf )函数，若调用成功，则激活设备真正开始一帧图像的截取，是非阻塞的。接着使用ioct1( fd, VIDIOCSYNC, frame )函数判断该帧图像是否截取完毕，成功返回表示截取完毕，之后就可把图像数据写入到Frame Buffer。第10页/共21页5．实验原理连续帧采集 在单帧的基础上，利用grab_fd.frames