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linux m4

技术博客 来源： 网络 编辑：小编 发布时间：2025-06-27 08:00:59 浏览量：73



概述： Video for linux 2（简称V4L2），是linux中关于视频设备的内核驱动。
它也是 linux操作系统下用于采集图片、视频和音频数据的 API接口，配合适当的视频采集设备和相应的驱动程序；

作用： 支持许多USB 网络摄像头，电视调谐器和相关设备，使它们的输出标准化，因此程序员可以轻松地向其应用程序添加视频支持。MythTV，tvtime和Tvheadend是使用V4L框架的典型应用程序；
可以实现图片、视频、音频等的采集。在远程会议、可视电话、视频监控系统和嵌入式多媒体终端中都有广泛的应用。

存放位置： Linux中，一切皆文件，视频设备为设备文件，可以像普通文件一样进行读写操作，而采用 V4L2驱动的摄像头设备文件是 /dev/v4l/video0，为了通用，可以建立到一个和普通摄像头一样的 /dev/video0的链接。

V4L2 架构图如下：

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

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在这里插入图片描述

概述： ioctl是设备驱动程序中对设备的 I/O通道进行管理的接口函数。
所谓对 I/O通道进行管理，就是对设备的一些特性进行控制，例如串口的传输波特率、马达的转速等等。

作用： 一个字符设备驱动通常会实现设备打开、关闭、读、写等功能，在一些需要细分的情境下，如果需要扩展新的功能，通常以增设 ioctl() 命令的方式实现。例：当你用 read，write不能完成某一功能时，就用 ioctl来操作。
配合一些头文件（v4l2-controls.h / videodev2.h），根据命令，实现对摄像头的操作，如：白平衡、聚焦、曝光、饱和度、亮度…

函数：

 
  
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  1. 打开设备文件。（int fd=open("/dev/video0",O_RDWR);）
    2.  
   
 
   
 
    
     
     
  1. 查询设备属性：取得设备的capability，看看设备具有什么功能，比如是否具有视频输入,或者音频输入输出等。（ioctl(fd_v4l, VIDIOC_QUERYCAP, &cap);）
    2.  
    
 
    
 
     
     
      
  1. 选择视频输入，一个视频设备可以有多个视频输入。（VIDIOC_S_INPUT, struct v4l2_input）
    2.  
     
 
     
 
      
     
       
  1. 设置视频采集的参数。 —设置视频的制式，制式包括PAL/NTSC，使用 ioctl(fd_v4l, VIDIOC_S_STD, &std_id)
     —设置视频图像的采集窗口的大小，使用 ioctl(fd_v4l, VIDIOC_S_CROP, &crop)
     —设置视频帧格式，包括帧的点阵格式，宽度和高度等，使用 ioctl(fd_v4l, VIDIOC_S_FMT, &fmt)
     —设置视频的帧率，使用 ioctl(fd_v4l, VIDIOC_S_PARM, &parm)
     —设置视频的旋转方式，使用 ioctl(fd_v4l, VIDIOC_S_CTRL, &ctrl)










    2.  
      
 
      
 
       
     
        
  1. 向驱动申请帧缓冲，一般不超过5个。（ioctl(fd_v4l, VIDIOC_REQBUFS, &req);）
    2.  
       
 
       
 
        
     
         
  1. 查询帧缓冲区在内核空间中的长度和偏移量 （ioctl(fd_v4l, VIDIOC_QUERYBUF, &buf);）
    2.  
        
 
        
 
         
     
          
  1. 将申请到的帧缓冲映射到用户空间 mmap，这样就可以直接操作采集到的帧了，而不必去复制。（buffers[i].start = mmap (NULL, buffers[i].length, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,fd_v4l, buffers[i].offset); ）
    2.  
         
 
         
 
          
     
           
  1. 将申请到的帧缓冲全部入队列，以便存放采集到的数据。（ioctl (fd_v4l, VIDIOC_QBUF, &buf) ）
    2.  
          
 
          
 
           
     
            
  1. 开始视频的采集。（ioctl (fd_v4l, VIDIOC_STREAMON, &type) ）
    2.  
           
 
           
 
            
     
             
  1. 出队列以取得已采集数据的帧缓冲，取得原始采集数据。（ioctl (fd_v4l, VIDIOC_DQBUF, &buf) ）
    2.  
            
 
            
 
             
     
              
  1. 处理完后， 将该帧缓冲重新入队列尾，这样可以循环采集（循环步骤8-10），直到停止采集。
    2.  
             
 
             
 
              
     
               
  1. 停止视频的采集。（ioctl (fd_v4l, VIDIOC_STREAMOFF, &type) ;）
    2.  
              
 
              
 
               
     
                
  1. 释放申请的视频帧缓冲区 unmap，关闭视频设备。（close(fd_v4l);）
    2.  
               
 
              
             
            
           
          
         
        
       
      
     
    
   
  
 
  
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  • 阻塞模式 / 非阻塞模式
    •  
  
 
  
—应用程序能够使用阻塞模式或非阻塞模式，打开视频设备。
 
  
阻塞操作： 是指在执行设备操作时，若不能获得资源，则挂起进程直到满足操作条件后再进行操作。被挂起的进程进入休眠（不占用cpu资源），被从调度器移走，直到条件满足。在设备驱动中，阻塞的实现通常是通过等待队列。
 
  
非阻塞操作： 如果使用非阻塞模式调用视频设备，在不能进行设备操作时，并不挂起或者放弃，或者不停地查询，直到可以进行操作（一直占用CPU资源）。即使尚未捕获到信息，驱动依旧会把缓存（DQBUFF）里的东西返回给应用程序。
 非阻塞应用程序通常使用 select系统调用查询是否可以对设备进行无阻塞的访问，最终会引发设备驱动中 poll函数执行。

 
  
（建议 V4L2编程中使用阻塞方式打开一个设备文件，除非你能保重开始采集数据时队列里的n块缓存已有数据存在。）
 
  
 
   
     
    
  • 用非阻塞模式打开摄像头设备
    •  
   
 
   
 
   
     
    
  • 用阻塞模式打开摄像头设备
    •  
   
 
   
 
   
若出现错误：error: VIDIOC_DQBUF: Resource temporarily unavailable
 
   
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  • v4l2相关结构体定义：
    •  
   
 
   
 
   
capabilities 常用值：
 
   
     
    
  • V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE （是否支持图像获取）
    •  
   
 
   
 
   
     
    
  • V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE （获取设备支持的分辨率）
    •  
   
 
   
例一：
 
   
 
  
  

                            


                            

                                
  • 
                                    
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                                    版权声明：
    
                                    本文来源网络，所有图片文章版权属于原作者，如有侵权，联系删除。

    
                                    
    本文网址：https://www.mushiming.com/mjsbk/1792.html
    
                                
    
                            
    
                            
                        
    
                        
    
                            
    

                            
    
                        
    

                        
                        
                        
    
                            
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                                linux更改进程名字2025-06-27 08:00:59
                        
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