原创嵌入式网络摄像机视频采集模块设计与实现

 2008-8-30 17:20  2235 8 11 分类: MCU/ 嵌入式

视频采集模块是嵌入式网络摄像机的核心模块之一。它通过嵌入式Linux操作系统调度V4L（video4linux）和影像设备驱动程序来完成视频捕获。V4L是Linux影像系统与嵌入式影像的基础，是Linux kernel里支持影像设备的一组APIs，配合适当的视频采集卡与视频采集卡驱动程序，V4L可以实现影像采集、AM/FM无线广播、影像CODEC、频道切换等功能。目前，V4L主要应用在影像串流系统与嵌入式影像系统里，其应用范围相当广泛，例如：远程教学、远程医疗、视频会议、视频监控、可视电话等。V4L为2层式架构，最上层为V4L驱动程序，最下层则是影像设备驱动程序。
   在Linux操作系统中，外部设备都作为设备文件来处理，因此，对外部设备的操作就转变成对设备文件的操作。视频设备文件位于/dev/目录下，一般情况下为video0。当网络摄像机通过USB接口连接到视频采集终端后，在程序中调用V4L APIs对设备文件video0的读操作即可实现网络摄像机视频数据采集。其主要过程如下：
   1)  打开设备文件： int v4l_open(char *dev, v4l_device *vd){}打开影像源的设备文件；
   2)  初始化picture： int v4l_get_picture(v4l_device *vd){} 获取输入的影像信息；
   3)  初始化channel：int v4l_get_channels(v4l_device *vd){} 获取每个channel的信息；
   4)  对channel设置norm：int v4l_set_norm(v4l_device *vd, int norm){} 对所有的channel设置norm；
   5)  设备地址映射：v4l_mmap_init(v4l_device *vd){} 返回存放图像数据的地址；
   6) 初始化mmap缓冲区： int v4l_grab_init(v4l_device *vd, int width, int height){}；
   7)  视频捕获同步：    int v4l_grab_sync(v4l_device *vd){}；
   8) 视频捕获：       int device_grab_frame(){}。
      通过以上操作，即可将网络摄像机视频数据采集到内存。采集到内存的视频数据既可采用文件的形式保存，也可将其压缩后通过网络发布到Internet。本设计采用后一种处理方法，即：将采集的视频数据经MJPEG压缩，生成视频数据流并发布到Internet。

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