1.什麼是video4linux
Video4linux（簡稱V4L),是linux中關於視頻設備的內核驅動,現在已有Video4linux2，還未加入linux內核，使用需自己下載補丁。在Linux中，視頻設備是設備文件，可以像訪問普通文件一樣對其進行讀寫，攝像頭在/dev/video0下。
2.Video4linux下視頻編程的流程
（1）打開視頻設備：
（2） 讀取設備信息
（3）更改設備當前設置（沒必要的話可以不做）
（4）進行視頻採集，兩種方法:
a.內存映射
b.直接從設備讀取
（5）對採集的視頻進行處理
（6）關閉視頻設備。
爲程序定義的數據結構
typedef struct v4l_struct
{
int fd;
struct video_capability capability;
struct video_channel channel[4];
struct video_picture picture;
struct video_window window;
struct video_capture capture;
struct video_buffer buffer;
struct video_mmap mmap;
struct video_mbuf mbuf;
unsigned char *map;
int frame;
int framestat[2];
}vd;
3.Video4linux支持的數據結構及其用途
（1） video_capability 包含設備的基本信息（設備名稱、支持的最大最小分辨率、信號源信息等）,包含的分量：
•name[32] //設備名稱
•maxwidth ,maxheight,minwidth,minheight
•Channels //信號源個數
•type //是否能capture，彩色還是黑白，是否能裁剪等等。值如VID_TYPE_CAPTURE等
•
（2）video_picture 設備採集的圖象的各種屬性
•brightness 0~65535
•hue
•colour
•contrast
•whiteness
•depth // 24
•palette //VIDEO_PALETTE_RGB24
（3）video_channel 關於各個信號源的屬性
Channel //信號源的編號
name
tuners
Type VIDEO_TYPE_TV | IDEO_TYPE_CAMERA
Norm制式
（4）video_window //包含關於capture area的信息
xx windows 中的座標.
y x windows 中的座標.
width The width of the image capture.
height The height of the image capture.
chromakey A host order RGB32 value for the chroma key.
flags Additional capture flags.
clips A list of clipping rectangles. (Set only)
clipcount The number of clipping rectangles. (Set only)
（5）video_mbuf //利用mmap進行映射的幀的信息
size //每幀大小
Frames //最多支持的幀數
Offsets //每幀相對基址的偏移
（6）video_buffer 最底層對buffer的描述
void *baseBase physical address of the buffer
int heightHeight of the frame buffer
int widthWidth of the frame buffer
int depthDepth of the frame buffer
int bytesperlineNumber of bytes of memory between the start of two adjacent lines
實際顯示的部分一般比它描述的部分小
（7）video_mmap //用於mmap
4.關鍵步驟介紹
（1）打開視頻：
Open（”/dev/video0”，vdàfd);
關閉視頻設備用close（”/dev/video0”，vdàfd);
（2）讀video_capability 中信息
ioctl(vd->fd, VIDIOCGCAP, &(vd->capability))
成功後可讀取vd->capability各分量 eg.
（3）讀video_picture中信息
ioctl(vd->fd, VIDIOCGPICT, &(vd->picture))；
（4）改變video_picture中分量的值 （可以不做的）
先爲分量賦新值，再調用VIDIOCSPICT
Eg.
•vd->picture.colour = 65535;
•if(ioctl(vd->fd, VIDIOCSPICT, &(vd->picture)) < 0)
•{
•perror("VIDIOCSPICT");
•return -1;
•}
（5）初始化channel （可以不做的）
•必須先做得到vd->capability中的信息
•for (i = 0; i < vd->capability.channels; i++)
• {
• vd->channel[i].channel = i;
• if (ioctl(vd->fd, VIDIOCGCHAN, &(vd->channel[i])) < 0)
• {
• perror("v4l_get_channel:");
• return -1;
• }
• }
重點：截取圖象的兩種方法
1,用mmap（內存映射）方式截取視頻
•mmap( )系統調用使得進程之間通過映射同一個普通文件實現共享內存。普通文件被映射到進程地址空間後，進程可以向訪問普通內存一樣對文件進行訪問，不必再調用read()，write（）等操作。
•兩個不同進程A、B共享內存的意思是，同一塊物理內存被映射到進程A、B各自的進程地址空間。進程A可以即時看到進程B對共享內存中數據的更新，反之亦然
•採用共享內存通信的一個顯而易見的好處是效率高，因爲進程可以直接讀寫內存，而不需要任何數據的拷貝
（1）設置picture的屬性
（2） 初始化video_mbuf，以得到所映射的buffer的信息
ioctl(vd->fd, VIDIOCGMBUF, &(vd->mbuf))
（3）可以修改video_mmap和幀狀態的當前設置
• Eg. vd->mmap.format = VIDEO_PALETTE_RGB24
• vd->framestat[0] = vd->framestat[1] = 0; vd->frame = 0;
（4）將mmap與video_mbuf綁定
•void* mmap ( void * addr , size_t len , int prot , int flags , int fd , off_t offset )
•len //映射到調用進程地址空間的字節數，它從被映射文件開頭offset個字節開始算起
•Prot //指定共享內存的訪問權限 PROT_READ（可讀）, PROT_WRITE （可寫）, PROT_EXEC （可執行）
•flags // MAP_SHARED MAP_PRIVATE中必選一個 // MAP_ FIXED不推薦使用addr //共內存享的起始地址，一般設0，表示由系統分配
•Mmap( ) 返回值是系統實際分配的起始地址
•if((vd->map = (unsigned char*)mmap(0, vd->mbuf.size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, vd->fd, 0)) < 0)
•{
•perror("v4l_mmap mmap:");
•return -1;
•}
（5）Mmap方式下真正做視頻截取的 VIDIOCMCAPTURE
ioctl(vd->fd, VIDIOCMCAPTURE, &(vd->mmap)) ;
•若調用成功，開始一幀的截取，是非阻塞的，
•是否截取完畢留給VIDIOCSYNC來判斷
（6）調用VIDIOCSYNC等待一幀截取結束
•if(ioctl(vd->fd, VIDIOCSYNC, &frame) < 0)
•{
•perror("v4l_sync:VIDIOCSYNC");
•return -1;
•}
若成功，表明一幀截取已完成。可以開始做下一次 VIDIOCMCAPTURE
•frame是當前截取的幀的序號。
****關於雙緩衝：
•video_bmuf bmuf.frames = 2;
•一幀被處理時可以採集另一幀
•int frame; //當前採集的是哪一幀
•int framestat[2]; //幀的狀態 沒開始採集|等待採集結束
•幀的地址由vd->map + vd->mbuf.offsets[vd->frame]得到
•採集工作結束後調用munmap取消綁定
•munmap(vd->map, vd->mbuf.size)
2,視頻截取的第二種方法：直接讀設備
關於緩衝大小，圖象等的屬性須由使用者事先設置
•調用read（）；
•int read (要訪問的文件描述符；指向要讀寫的信息的指針；應該讀寫的字符數);
•返回值爲實際讀寫的字符數
•int len ;
•unsigned char *vd->map= (unsigned char *) malloc(vdàcapability.maxwidth*vdàcapability.maxheight );
•len = read(vdàfd,vdà vd->map,
• vdàcapability.maxwidth*vdàcapability.maxheight*3 );