基于S3C2410的嵌入式视频采集系统设计（二）

　　当然我们还需要staticvoidzc301_shutdown（structusb_zc301*zc301）来关闭摄像头。

　　至此，摄像头驱动的驱动基本完成。通过这些函数的设置我们可以把具体的硬件电路抽象化为数据结构中的参数值。接下来我们可以通过V4L驱动来调用这些函数，实现对参数的赋值、打开设备、采集图像和关闭设备等一系列的过程。

　　重新编译、运行内核时，在串口反馈信息中会显示USB摄像头驱动程序成功加载。如图3所示。

　　图3串口反馈信息3Video4Linux下的图像采集编程：

　　Video4Linux，简称V4L，是Linux中关于视频设备的内核驱动，它为针对视频设备的应用程序编程提供一系列半标准的接口。V4L利用这个接口，增加一些额外的功能，同时向外提供了一个属于自己的API。我们可以通过调用V4L的API来实现各种功能。在Linux下，视频采集设备的正常使用依赖于对Video4Linux标准的支持。目前的V4L涵盖了视、音频流捕捉及处理等内容，USB摄像头也属于它支持的范畴。

　　V4L中定义的主要数据结构：

　　这些数据结构都是由Video4Linux支持的，它们的用途如下：

　　（1）video_capability包含摄像头的基本信息，例如设备名称、支持的最大最小分辨率、信号源信息等，分别对应着结构体中成员变量name、maxwidth、maxheight、minwidth、minheight、channels（信号源个数）、type等；

　　（2）voide_picture包含设备采集图像的各种属性，如brightness（亮度）、hue（色调）、contrast（对比度）、whiteness（色度）、depth（深度）等；

　　（3）video_mmap用于内存映射；

　　（4）voido_mbuf利用mmap进行映射的帧信息，实际上是输入到摄像头存储器缓冲中的帧信息，包括size（帧的大小）、frames（最多支持的帧数）、offsets（每帧相对基址的偏移）。

　　系统在采集图像之前，需要初始化这些数据结构中的参数值，系统才能够按照要求采集图像数据。

　　在USB摄像头被驱动后，只需要再编写一个对视频流采集的应用程序就可以了。根据嵌入式系统开发特征，先在宿主机上编写应用程序，再使用交叉编译器进行编译链接，生成在目标平台的可执行文件。宿主机与目标板通信采用打印终端的方式进行交叉调试，成功后移植到目标平台。

　　V4L图像采集编程流程：

　　（1）打开视频设备；

　　（2）读取设备信息；

　　（3）更改设备当前设置；

　　（4）视频采集得到图像信息；

　　（5）对采集到的图像进行处理；

　　（6）关闭视频设备。
本文编写采集程序是在安装Linux操作系统的宿主机PC机上进行的，之后再移植到开发板上。下面是具体论述。

　　之前我们讲到了在V4L中定义的主要数据结构及其功能。对应着这些内容，我们需要对这些数据结构进行定义，以抽象化一个视频设备。以下是具体的定义内容：

　　摄像头、采集图像和关闭摄像头的操作。采集程序中定义了如下的函数，以实现前面讲到的功能。

　　intinit_videoIn（structvdIn*vd，char*device，intwidth，intheight，intgrabmethod）；初始化摄像头设备。*vd包含了之前定义的数据结构中的基本信息。另外还要对摄像头采集图像的大小、采集模式等参数进行赋值。

　　intv4lGrab（structvdIn*vd，char*filename）；采集图像主程序。*filename为图像的文件名，我们可以通过对文件名的设置来确定图像保存的位置。

　　intclose_v4l（structvdIn*vd）；关闭摄像头intget_jpegsize（unsignedchar*buf，intinsize）；采集图像的大小。

　　因为我们是通过调用采集主函数intv4lGrab（structvdIn*vd，char*filename）来实现图像的采集和保存的，所以需要详细的讲解一下该函数的构成。以下是该函数的具体内容：

　　首先，我们需要定义几个参数，如下：

　　FILE*fp;定义一个文件类型指针，指向我们采集到的图像文件intlen;

　　定义一个整型变量，记录从内存中读取的数据量intsize;

　　定义一个整型变量，指明一帧图像的数据量interreur=0;定义一个整型变量，指明运行时的错误返回值intjpegsize;定义一个整型变量，指明我们需要的图像大小。

　　接着我们调用read（vd-》fd，vd-》pFramebuffer，size）函数，把存放于图像缓冲区的数据读入到指定的临时文件中。之后根据我们对图像的大小、亮度、对比度等要求转化之前采集到的图像数据，最后我们打开一个文件，把图像数据写入到该文件中并保存。

　　4 结论

　　本文设计了一种嵌入式视频采集系统，该系统小巧，并且在保证当前信息完整的情况下，尽可能少的占用存储容量，实现了该系统的图像采集、存储和重现功能。在硬件规划上，采用实用简单的USB接口通信。且系统中预留了丰富的外设接口，便于今后的扩展升级。