音视频开发---linux下V4L2拍照

本文主要是介绍音视频开发---linux下V4L2拍照，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1. 流程说明

2. 代码说明

2.1 摄像头初始化

2.2 启动摄像头

2.3 拍照

2.4 停止摄像头

3. 参考链接

V4L2(Video4linux2),是linux中关于视频设备的内核驱动。在Linux中，我们可以像访问普通文件一样对视频设备进行操作，V4L2也为我们在用户空间操作视频设备提供了一系列接口，使得应用程序可以使用统一的API操作不同的视频设备，极大简化了视频系统的开发和维护。本文基于一个拍照程序来介绍V4L2的使用。

1. 流程说明

首先借用大神https://blog.csdn.net/eastmoon502136/article/details/8190262的一个流程图，本人认为这个图还是很清晰的，就直接拿来了。

从流程图中也可以看出，大部分操作都是借助ioctl来完成的，我们更多需要关注的是调用合适的命令来完成相应的操作，涉及到的一些命令如下：

VIDIOC_REQBUFS：分配内存
VIDIOC_QUERYBUF：把VIDIOC_REQBUFS中分配的数据缓存转换成物理地址
VIDIOC_QUERYCAP：查询驱动功能
VIDIOC_ENUM_FMT：获取当前驱动支持的视频格式
VIDIOC_S_FMT：设置当前驱动的频捕获格式
VIDIOC_G_FMT：读取当前驱动的频捕获格式
VIDIOC_TRY_FMT：验证当前驱动的显示格式
VIDIOC_CROPCAP：查询驱动的修剪能力
VIDIOC_S_CROP：设置视频信号的边框
VIDIOC_G_CROP：读取视频信号的边框
VIDIOC_QBUF：把数据放回缓存队列
VIDIOC_DQBUF：把数据从缓存中读取出来
VIDIOC_STREAMON：开始视频显示函数
VIDIOC_STREAMOFF：结束视频显示函数
VIDIOC_QUERYSTD：检查当前视频设备支持的标准，例如PAL或NTSC。

2. 代码说明

2.1 摄像头初始化

int cameral_init()
{// open camera deviceint ret;if( (video_fd = open(VIDEO_DEV_NAME,O_RDWR)) == -1){printf("open %s failed.\n", VIDEO_DEV_NAME);return -1;}// ioctl VIDIOC_QUERYCAP, 查询驱动功能信息， 通过VIDIOC_QUERYCAP也能判断当前是支持V4L还是V4L2struct v4l2_capability cap;if(ioctl(video_fd,VIDIOC_QUERYCAP,&cap)==-1){printf("VIDIOC_QUERYCAP failed.\n");return -1;}printf("ioctl VIDIOC_QUERYCAP:\n");printf("\tv4l2_capability.driver:%s\n", cap.driver);printf("\tv4l2_capability.card:%s\n", cap.card);printf("\tv4l2_capability.bus_info:%s\n", cap.bus_info);printf("\tv4l2_capability.version:%d\n", cap.version);printf("\tv4l2_capability.capabilities:%x\n", cap.capabilities);printf("\tv4l2_capability.reserved:%x %x %x %x\n", cap.reserved[0],cap.reserved[1],cap.reserved[2],cap.reserved[3]);printf("\n\n");//设置格式struct v4l2_format  format ; format.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE ; format.fmt.pix.width  = WIDTH; format.fmt.pix.height = HIGHT; format.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_JPEG;//可通过函数ioctl_VIDIOC_ENUM_FMT来获取摄像头支持的格式,我这里获取的是Motion-JPEGret = ioctl(video_fd , VIDIOC_S_FMT , &format);if(ret != 0){printf("VIDIOC_S_FMT fail");return -1 ; }//获取当前格式， 从而可以判断设置操作是否成功.ioctl_VIDIOC_G_FMT();//申请bufferstruct v4l2_requestbuffers  requestbuffer ; requestbuffer.count = VIDEO_BUFFER_COUNT ; requestbuffer.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE ; requestbuffer.memory = V4L2_MEMORY_MMAP ; ret = ioctl(video_fd , VIDIOC_REQBUFS , &requestbuffer);if(ret != 0){printf("VIDIOC_REQBUFS fail\n");return -1  ;}printf("VIDIOC_REQBUFS  success.\n");struct v4l2_buffer buf; int i;for(i = 0 ; i < VIDEO_BUFFER_COUNT ; i++){buf.type =  V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE ; buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP ; buf.index = i;//VIDIOC_QUERYBUF: 把VIDIOC_REQBUFS中分配的第i个数据缓存转换成物理地址if( (ret = ioctl(video_fd , VIDIOC_QUERYBUF , &buf)) != 0){printf("VIDIOC_QUERYBUF failed\n");return -1;}video_frame_length = buf.length;//将内核中的摄像头内存映射到用户空间，并返回用户空间的地址video_frame[i] = mmap(NULL,buf.length , PROT_READ | PROT_WRITE , MAP_SHARED , video_fd , buf.m.offset );//将缓冲区放入队列if( (ret = ioctl(video_fd , VIDIOC_QBUF , &buf)) != 0){printf("VIDIOC_REQBUFS failed\n");}}printf("camera init success\n");
}

2.2 启动摄像头

int cameral_start()
{//开启摄像头int ret ; int on = 1 ; ret = ioctl(video_fd , VIDIOC_STREAMON , &on);if(ret != 0){printf("cameral start fail\n");return -1 ; }return 0 ; 
}

2.3 拍照


void save_picture(char * frame, int frame_len)
{FILE *fp = fopen(PICTURE_FILE_NAME, "wb");if (fp < 0) {printf("open %s failed.\n",PICTURE_FILE_NAME);return ;}printf("open %s success.\n",PICTURE_FILE_NAME);fwrite(frame, 1, frame_len, fp);fclose(fp);printf("save %s success.\n",PICTURE_FILE_NAME); //%s, CAPTURE_FILE
}int take_picture()
{int ret;struct v4l2_buffer  dqbuf,qbuf; dqbuf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE ; qbuf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE ; dqbuf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP ; qbuf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP ; //从队列中取出一个缓冲区if( (ret = ioctl(video_fd , VIDIOC_DQBUF , &dqbuf)) != 0){printf("VIDIOC_DQBUF failed\n");return -1;}// 把数据保存成图片save_picture(video_frame[dqbuf.index], dqbuf.length);//把缓冲区还给队列qbuf.index = dqbuf.index;if( (ret = ioctl(video_fd , VIDIOC_QBUF , &qbuf)) != 0){printf("VIDIOC_QBUF failed\n");return -1;}return 0;
}

2.4 停止摄像头

int cameral_stop()
{//停止摄像头int ret ; int off= 1 ; ret = ioctl(video_fd , VIDIOC_STREAMOFF, &off);if(ret != 0){printf("cameral stop fail\n");return -1 ; }return 0 ;}

编译： gcc main.c