英创信息技术CSI摄像头接口及在英创主板上的应用简介

目前，英创公司在低成本核心板ESM6800的基础上，推出了支持摄像头的版本ESM6800V，ESM6800V是在ESM6800H的基础上，去掉了一路网口和6路扩展串口，增加了一路CSI（COMS Sensor Interface）信号接口。ESM6800V的其它系统及接口配置与ESM6800完全相同。CSI是一个标准的视频输出接口，视频处理芯片可以直接输出，不需要涉及到USB接口摄像头所需的视频压缩芯片以及USB接口芯片，所以较市面上普通的USB摄像头来说，CSI接口的摄像头更便宜，配合ESM6800V形成了一个低成本的图像应用方案。

ESM6800的内核版本为Linux-4.1.15，同时英创公司在ESM6800上移植了基于xcb（X11）平台的Qt-5.8.0，关于Qt和X11的介绍，可以参考网站文章《ESM6802 X11桌面图形系统简介》。CSI摄像头选用Omnivision公司130万像素的ov9652（最高分辨率1280×1024）和500万像素的ov5640（最高分辨率2560×1920），在ESM6800V的系统中已经集成了这两款摄像头的驱动，并且能够自动识别并加载相应的驱动，加载驱动后会自动生成设备节点：“/dev/video0"，应用程序可以操作该设备节点对摄像头进行图像的采集和控制。

CSI摄像头都是用了V4L2驱动提供的标准API来操作的。Video for Linux 2简称V4L2，是V4L的改进版。本例中采集的图像分辨率为640×480，接下来就来介绍一下主要的操作，首先打开设备文件：

int fd;

fd=open("/dev/video0",O_RDWR);

设置视频的制式和帧格式，制式包括PAL，NTSC，帧的格式个包括宽度和高度等：

/*set the form of camera capture data*/

tv_fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;      /*v4l2_buf_typea,camera must use V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE*/

tv_fmt.fmt.pix.width = 640;                                        /*设置图形分辨率，水平：640 像素*/

tv_fmt.fmt.pix.height = 480;                                       /*设置图形分辨率，垂直：480 像素*/

tv_fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV;   /*V4L2_PIX_FMT_YYUV*/

tv_fmt.fmt.pix.field = V4L2_FIELD_NONE;                  /*V4L2_FIELD_NONE*/

if (ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &tv_fmt)< 0)

{

fprintf(stderr,"VIDIOC_S_FMT set err ");

exit(-1);

close(fd);

}

向驱动申请帧缓冲，一般不超过五个：

struct v4l2_requestbuffers req;

req.count=2;

req.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

req.memory=V4L2_MEMORY_MMAP;

//申请帧缓冲

ret=ioctl(fd,VIDIOC_REQBUFS,&req);

if(ret<0)

{

printf("failture VIDIOC_REQBUFS ");

return -1;

}

将申请到的帧缓冲映射到用户空间，这样就能够直接操作帧缓冲了：

for (n_buffers = 0; n_buffers < req.count; ++n_buffers)

{

struct v4l2_buffer buf;

memset(&buf,0,sizeof(buf));

buf.type =V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

buf.memory =V4L2_MEMORY_MMAP;

buf.index =n_buffers;

// 查询序号为n_buffers 的缓冲区，得到其起始物理地址和大小

if (-1 == ioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf))

{

printf("failture VIDIOC_QUERYBUF ");

return -1;

}

buffers[n_buffers].length= buf.length;

// 映射内存

buffers[n_buffers].start=mmap (NULL,buf.length,PROT_READ | PROT_WRITE ,MAP_SHARED,fd, buf.m.offset);

if (MAP_FAILED == buffers[n_buffers].start)

{

printf("failture mmap ");

return -1;

}

}

开始视频的采集：

type =V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

ioctl (fd,VIDIOC_STREAMON, &type);

struct v4l2_buffer camera_buf;

CLEAR (camera_buf);

camera_buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

camera_buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;

//取出一个缓冲帧

i1 = ioctl (fd, VIDIOC_DQBUF, &usr_buf);

if(i1<0)

{

printf("failture ");

return -1;

}

例程的效果如下：

所以通过这一套通用的V4L2接口来操作摄像头的工作流程就能够读取摄像头的数据了，基于CSI接口摄像头，英创公司提供了一套完整的应用方案，有兴趣的客户请点击下载：《ESM6800V支持CSI接口摄像头》。