基于嵌入式系统的视频图像捕获研究与实现

3.2图像格式的转换。

通过上文所述取得图像数据后，实际就是一块地址。这时就可以进行各种图像处理或图像识别。问题的关键是图像数据是如何放置的。一般情况下，在计算机中一个像素点是由R、G、B三种颜色表示的。当然还存在其它的模式如PAL等。但大多数为RGB模式。即使是RGB模式也存在很多种情况，如每一个像素由8个bit组成，这时R、G、B三种颜色的位数分别3、3、2。如果每一个像素由12个bit组成，则R、G、B三种颜色的位数分别4、4、4。如果每一个像素由16个bit组成，则R、G、B三种颜色的位数存在两种情况分别5、5、5，最高位舍弃，另一种情况为5、6、5。最容易处理、同时也是最常见的是24个bit组成的，这时R、G、B三种颜色的位数分别8、8、8。

在各种图像处理的程序中往往需要在两种格式之间转换。由于在笔者所采用的设备中，采集到的图像为24位，而显示设备为12位，这就需要在两种格式之间转换。至于怎样将图像数据显示到屏幕上在后文中阐述，下面将主要阐述如何在24位和12位之间转换。整个过程如图3所示。

图3

首先需要明确计算机中处理的数据是8位为基本单位的。所以，一个像素12位的图象格式可以通过两个像素24位为基本单位进行描述。其次，应该明确的是在从8位数据到4位数据的转换中取得8位数据中的高4位，frame[index*3]0xF0)；然后再取得下一个8位的高4位；左移4位和前面的数据取并，frame[index*3]0xF0)|((frame[index*3+1]0xF0)>>4。实现的代码如下：

*(fbp) = (frame[index*3]0xF0)|((frame[index*3+1]0xF0)>>4);

*(fbp +1) = (frame[index*3+2]0xF0)|(frame[(index+1)*3]0xF0>>4);

*(fbp+2) = (frame[(index+1)*3+1]0xF0)|(frame[(index+1)*3+2]0xF0>>4);

在这段代码中*(fbp)、*(fbp +1)、*(fbp+2)这三个8位实际上两个像素的图像数据。这就实现了24位的图像数据到12位的图像数据的转换。

4 应用framebuffer进行图像的显示

为了将程序中图像数据显示在设备的液晶屏幕上,需要读出现实设备的地址并将其映射到系统内存空间上，然后再将图像数据写到映射后的地址空间上。

首先需要计算出屏幕内存空间的字节数，计算公式为：　

屏幕内存空间的字节数＝像素的个数╳每个像素占用的字节

其中像素的个数是行和列的乘积，而行和列的数值以及每个像素占用的字节数值可以通过函数ioctl（）取得或设置。下述代码为打开framebuffer，读取屏幕的可设置信息，并计算屏幕内存空间的字节数的过程。

struct fb_var_screeninfo vinfo;

int FraBuf= open(/dev/0, O_RDWR);

ioctl(fbfd, FBIOGET_VSCREENINFO, vinfo);

long int screensize = vinfo.xres * vinfo.yres* vinfo.bits_per_pixel;

取得屏幕的大小后，将打开的设备FraBuf得到的内存空间映射到系统中，如下所示，

char *fbp fbp = (char *)mmap(0, screensize, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,fbfd, 0);

然后将前文得到的数据赋值即可。上面的函数的具体意义，读者可以参看相关技术文档，限于篇幅本文没有阐述。这个过程和前文所述的捕获过程是相反的过程。

5 简单字符的屏幕显示技术

在数字图像处理过程中，为了将处理后结果或数字显示出来，可以在屏幕上开个区域进行显示。如若字体较多需要字库，如果仅仅是简单的数字可以采用像素描绘的方法。本文作者就是采用后者输出了数字。如数字“１”的描绘程序如下：

x=160;

for ( y = 210; y 230; y++ ) {

location = (x+vinfo.xoffset) * (vinfo.bits_per_pixel/8) +y+vinfo.yoffset) * finfo.line_length;

　　　　*(fbp + location) = 10;

　　　　*(fbp + location + 1) =10;

　　　　*(fbp + location + 2) =10;

}

其中x、y为屏幕的位置，而fbp就是前文打开的设备。

6 结束语

本文采用的设备是基于SAMSUNG公司的ARM9芯片S3C2410,由于篇幅的限制本文没有具体阐述整个系统，集中阐述了视频图像数据的捕获和显示，在这一过程中存在许多细节问题，限于篇幅没有阐述。

参考文献: