基于S3C2410的的圖像采集系統(tǒng)

系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，首先需要加載各種驅(qū)動(dòng)模塊，然后向系統(tǒng)注冊(cè)了生產(chǎn)廠商號(hào)碼（VendorID）和產(chǎn)品號(hào)（Pro-ductID）。當(dāng)USB設(shè)備連接到主機(jī)上，系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)它的VendorID和ProductID，如果與驅(qū)動(dòng)模塊的注冊(cè)內(nèi)容匹配，則將該驅(qū)動(dòng)程序與設(shè)備掛接起來[5]。當(dāng)插入攝像頭時(shí)，系統(tǒng)會(huì)調(diào)用zc301_probe函數(shù)。參數(shù)dev指定了設(shè)備信息，probe函數(shù)驗(yàn)證所有可選配置的有效性，并調(diào)用usbvideo模塊的sbvideo_Regis-terVideodevice（）函數(shù)向videodev系統(tǒng)注冊(cè)。

當(dāng)系統(tǒng)完成驅(qū)動(dòng)注冊(cè)后，調(diào)用staticintzc301_init（structusb_zc301*zc301）和staticvoidzc301_start（structusb_301*zc301）函數(shù)完成對(duì)設(shè)備的初始化過程：填寫各個(gè)寄存器值、啟動(dòng)攝像頭。系統(tǒng)運(yùn)行到這一步，基本完成了對(duì)攝像頭驅(qū)動(dòng)加載及設(shè)備初始化。接下來需要通過讀取用戶設(shè)定的圖像規(guī)格，其中包括：圖像格式、分辨率、顏色深度、對(duì)比度和亮度等參數(shù)。這些數(shù)值的讀取都是通過以下函數(shù)實(shí)現(xiàn)的：

在得到這些參數(shù)值后，再調(diào)用一套函數(shù)，實(shí)現(xiàn)參數(shù)的設(shè)置。每個(gè)參數(shù)設(shè)置函數(shù)和之前的參數(shù)取值函數(shù)是一一對(duì)應(yīng)的。具體函數(shù)如下：

通過調(diào)用上面的函數(shù)，我們基本得到了所需的參數(shù)值，這樣我們就可以啟動(dòng)攝像頭了。

當(dāng)然我們還需要staticvoidzc301_shutdown（structusb_zc301*zc301）來關(guān)閉攝像頭。

至此，攝像頭驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)基本完成。通過這些函數(shù)的設(shè)置我們可以把具體的硬件電路抽象化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的參數(shù)值。接下來我們可以通過V4L驅(qū)動(dòng)來調(diào)用這些函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)參數(shù)的賦值、打開設(shè)備、采集圖像和關(guān)閉設(shè)備等一系列的過程。

重新編譯、運(yùn)行內(nèi)核時(shí)，在串口反饋信息中會(huì)顯示USB攝像頭驅(qū)動(dòng)程序成功加載。如圖3所示。

圖3串口反饋信息3Video4Linux下的圖像采集編程：

Video4Linux,簡(jiǎn)稱V4L,是Linux中關(guān)于視頻設(shè)備的內(nèi)核驅(qū)動(dòng)，它為針對(duì)視頻設(shè)備的應(yīng)用程序編程提供一系列半標(biāo)準(zhǔn)的接口。V4L利用這個(gè)接口，增加一些額外的功能，同時(shí)向外提供了一個(gè)屬于自己的API。我們可以通過調(diào)用V4L的API來實(shí)現(xiàn)各種功能。在Linux下，視頻采集設(shè)備的正常使用依賴于對(duì)Video4Linux標(biāo)準(zhǔn)的支持。目前的V4L涵蓋了視、音頻流捕捉及處理等內(nèi)容，USB攝像頭也屬于它支持的范疇。

V4L中定義的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是由Video4Linux支持的，它們的用途如下：

（1）video_capability包含攝像頭的基本信息，例如設(shè)備名稱、支持的最大最小分辨率、信號(hào)源信息等，分別對(duì)應(yīng)著結(jié)構(gòu)體中成員變量name、maxwidth、maxheight、minwidth、minheight、channels（信號(hào)源個(gè)數(shù)）、type等；

（2）voide_picture包含設(shè)備采集圖像的各種屬性，如brightness（亮度）、hue（色調(diào)）、contrast（對(duì)比度）、whiteness（色度）、depth（深度）等；

（3）video_mmap用于內(nèi)存映射；

（4）voido_mbuf利用mmap進(jìn)行映射的幀信息，實(shí)際上是輸入到攝像頭存儲(chǔ)器緩沖中的幀信息，包括size（幀的大?。?、frAMEs（最多支持的幀數(shù)）、offsets（每幀相對(duì)基址的偏移）。

系統(tǒng)在采集圖像之前，需要初始化這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的參數(shù)值，系統(tǒng)才能夠按照要求采集圖像數(shù)據(jù)。

在USB攝像頭被驅(qū)動(dòng)后，只需要再編寫一個(gè)對(duì)視頻流采集的應(yīng)用程序就可以了。根據(jù)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)特征，先在宿主機(jī)上編寫應(yīng)用程序，再使用交叉編譯器進(jìn)行編譯鏈接，生成在目標(biāo)平臺(tái)的可執(zhí)行文件。宿主機(jī)與目標(biāo)板通信采用打印終端的方式進(jìn)行交叉調(diào)試，成功后移植到目標(biāo)平臺(tái)。

V4L圖像采集編程流程：

（1）打開視頻設(shè)備；

（2）讀取設(shè)備信息；

（3）更改設(shè)備當(dāng)前設(shè)置；

（4）視頻采集得到圖像信息；