QT使用V4L2摄像头采集数据

前言

之前我们已经实现了摄像头用V4L2框架采集一张图片，现在就是实现用摄像头采集视频流（本质一张图片就是一帧，很多张图片就是很多帧，拼起来就是一个视频）。

本部分需要大家有一点QT相关的知识，整体框架还是非常简单的，和昨天采集一个图片没什么区别，这里就只讲如何采集视频流，至于后面功能的完善就大家自己发挥。

Ubuntu版本的采集，相对比较简单，因为不涉及到交叉编译器等相关知识，在编译过程也比较顺利，稍微注意一点细节就好了。比较难的是嵌入式平台的部署。但本质也都和Ubuntu版本一样，只是用的编译器和链接的库文件有所不同。

Ubuntu下采集

QT代码的编写

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H


#include <QTimer>
#include <QMainWindow>

//这些是用到的一些头文件
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <linux/videodev2.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/mman.h>



#define video_width 320
#define video_height 240


QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class MainWindow; }
QT_END_NAMESPACE

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();

private:
    Ui::MainWindow *ui;
    QTimer *timer;    //这个是个定时器
    unsigned char *userbuf[4]; //保存地址映射后的地址值
    int userbuf_length[4];//长度
    int fd;        //摄像头文件的id
    int start;    //开始标志位

    int v4l2_open();    //摄像头打开操作
    int v4l2_close();    //摄像头关闭操作

public slots:
    void video_show();    //这是一个槽，由定时器触发，定时器触发一次采集一张图片显示
};
#endif // MAINWINDOW_H

以上便是QT的.h代码

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include "yuv_to_jpeg.h"//这个是用来yuv转jpg的一个C库后面会讲到



MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    timer = new QTimer();
    start=0;
    connect(timer,SIGNAL(timeout()),this,SLOT(video_show()));//连接一个信号槽，定时器超时发出信号，执行槽函数采集一张图片。
    if(0==v4l2_open())//打开摄像头，可以理解为摄像头初始化，如果初始化成功开始标志置1，定时器开始以10ms为周期计时。即10ms采集一张图片。
    {
        start=1;
        timer->start(10);
    }
}

MainWindow::~MainWindow()
{
    v4l2_close()；
    delete ui;
}

int MainWindow:: v4l2_open()//和之前一篇文章讲到的框架大同小异，不再赘述。
{
    //打开摄像头
    fd = open("/dev/video0",O_RDWR);
    if(fd<0)
    {
        perror("打开失败");
        return -1;
    }
    //获取摄像头参数
    struct v4l2_capability capability;
    if(ioctl(fd,VIDIOC_QUERYCAP,&capability))
    {
        if((capability.capabilities&V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE)==0)
        {
            perror("不支持视频采集");
            ::close(fd);
            return -2;
        }
        if((capability.capabilities&V4L2_MEMORY_MMAP)==0)
        {
            perror("不支持mmap内存映射");
            ::close(fd);
            return -3;
        }
    }
    //设置摄像头参数
    struct v4l2_format format;
    format.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
    format.fmt.pix.width = video_width;
    format.fmt.pix.height =video_height;
    format.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV;
    if(ioctl(fd,VIDIOC_S_FMT,&format)<0)
    {
        perror("设置失败");
        ::close(fd);
        return -4;
    }
    //申请内存空间
    struct v4l2_requestbuffers requestbuffers;
    requestbuffers.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
    requestbuffers.count = 4;
    requestbuffers.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
    if(ioctl(fd,VIDIOC_REQBUFS,&requestbuffers)==0)
    {
        for(unsigned int i=0;i<requestbuffers.count;i++)
        {
            struct v4l2_buffer buffer;
            buffer.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
            buffer.index = i;
            buffer.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
            if(ioctl(fd,VIDIOC_QBUF,&buffer)==0)
            {
                userbuf[i] = (unsigned char*)mmap(NULL,buffer.length,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,buffer.m.offset);
                userbuf_length[i]=buffer.length;
            }
        }
    }
    else
    {
        perror("申请内存失败");
        ::close(fd);
        return -5;
    }
    int type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
    if(ioctl(fd,VIDIOC_STREAMON,&type)>0)
    {
        perror("打开视频流失败!");
        return -6;
    }

    return 0;
}

int MainWindow::v4l2_close()//关闭操作，可以理解为逆初始化
{
    //停止采集，关闭视频流
    int type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
    if(ioctl(fd,VIDIOC_STREAMOFF,&type)==0)
    {
        for(int i=0;i<4;i++)
        {
            munmap(userbuf[i],userbuf_length[i]);
        }
        ::close(fd);
        return 0;
    }
    perror("关闭视频流失败");
    return -1;
}

void MainWindow::video_show()
{
    QPixmap pix;
    int jpg_size;
    unsigned char *jpg_p = new unsigned char[240*320*3];//这里申请了内存后面要记得释放，不然会爆
    struct v4l2_buffer buffer;
    buffer.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
    if(ioctl(fd,VIDIOC_DQBUF,&buffer)==0)
    {
        jpg_size = yuv_to_jpeg(320,240,240*320*3,userbuf[buffer.index],jpg_p,80);//yuv转jpg
        pix.loadFromData(jpg_p,jpg_size);
        pix.scaled(ui->label->width(),ui->label->height(),Qt::KeepAspectRatio);
        ui->label->setPixmap(pix);
    }
    delete [] jpg_p;//释放内存
    jpg_p = nullptr;
    if(ioctl(fd,VIDIOC_QBUF,&buffer)<0)
    {
        perror("返回队列失败1");
    }
}

以上便是QT的.c代码