英创信息技术Linux主板多通道视频采集方案简介

英创公司推出的ESM7100主板搭载了I.MX7DL处理器，这款处理器是双核Cortex-A7架构，并且主频达到1GHz，不仅有着强劲的处理性能，还继承了Cortext-A7的低功耗特性，非常适用于工业应用。进一步，ESM7100的还配置高速PCIe接口，使其可满足工业视频监控对高速数据采集的需求。本文主要介绍基于英创公司ESM7100的多通道视频采集应用方案。

ETA6869模块是英创公司开发的具有标准mini PCIe尺寸，最多能够支持8通道视频采集模块，核心芯片为视频解码芯片tw6869。ETA6869模块通过PCIe×1接口与ESM7100相连接，保证了数据的高速传输。标准的mini-PCIe尺寸模块的设计，可以让模块方便的嵌入在底板上，如下：

ESM7100主板已经预装了ETA6869模块的驱动，上电后驱动会自动加载，成功加载后在/dev目录下会生成video节点，通过操作video节点，就能够获取视频数据，通过ls命令就能够查看设备节点，如下图，/dev/vidoe0为ESM7100主板的显示输出设备节点，系统显示服务程序会调用这个设备节点，客户应当避免直接操作它，/dev/video1~/dev/video8就是生成的视频输入设备节点，分别代表视频输入的通道1-通道8：

video节点

在软件开发方面，ESM7100的文件系统中已经集成了gstreamer工具，这是一种跨平台的多媒体框架工具，而整个框架是基于模块化设计的，在框架中将提供不同功能的模块插件集合起来，就能够实现所需求的多媒体应用功能。关于gstreamer的资料在官网中有非常详细的文档介绍以及例程参考，这里就不再赘述，有兴趣的客户可以查看：https://gstreamer.freedesktop.org/documentation/index.html?gi-language=c了解详情。通过gstreamer可以方便快捷的处理视频数据，同时ESM7100板载了Qt5.8，能够使用Qt实现界面的设计，然后与gstreamer配合，让gstreamer将视频数据输出到Qt窗口控件上，采用这种方法就能够让整个多通道视频采集方案快速实现。

考虑到部分客户可能对gstreamer不熟悉，英创公司在gstreamer提供的API函数基础上重新封装了一层，通过库文件libemgst.so提供三个简单的API函数，利用这三个API函数，客户就可以将视频数据显示在Qt实现的界面上，而不需要使用代码对gstreamer单独进行操作，客户可以专注于Qt程序的开发。下面就详细介绍libemgst.so的三个API函数：

/**  *    初始化gstreamer * *    本函数在C的main函数中调用，将会初始化gstreamer库 * *    参数说明： *    使用main函数的两个参数填入，gstramer初始化时需要读取main函数的两个参数 * *      返回值说明： *    无返回值 *  */ void init_emgst(int argc, char **argv); /**  *    配置gstreamer，并显示到指定Qt窗口 * *    函数会配置gstreamer，显示多个通道的视频到xwinid所指定的窗口，窗口的大小通过 *    参数width和height来确定，而视频的设备节点由指针devlist传入，listsize指定同时显示 *    的通道数量 * *    参数说明： *  xwinid：Qt窗口的id号，每一个窗口类中都包含这个成员变量。 *    width：显示视频数据所使用的窗口控件的宽度，单位pixel *    height：显示视频数据所使用的窗口控件的高度，单位pixel *devlist：指向设备列表的指针，通常是一个包含设备号的数组，比如需要显示 *    /dev/video1和/dev/video2，那么devlist就应该指向一个长度为2的数组，其中 *    devlist[0]=1，devlist[1]=2 *  listsize：显示的视频通道数。支持1，2，4，6，8这五个值，函数会按照固定模式对显 *    示进行排列 *  *    返回值说明： *    0表示正常启动gstreamer *  -1 表示填入参数出现错误，启动gstreamer失败 *  */   int config_emgst(unsignedint xwinid, int width,int height, char *devlist, int listsize); /** *    关闭gstreamer，释放资源 * *    函数会关闭gstreamer输出，并释放相关资源 * *    返回值说明： *    无返回值 * */ void release_emgst(void);

 

init_emgst函数进行gstreamer的初始化，在启动gstreamer功能之前需要调用一次，客户配合Qt使用时在main函数中调用即可：

int main(intargc, char *argv[]) {         //初始化英创主板gstreamer功能         init_emgst(argc, argv);         //Qt窗口初始化，由QtCreator自动生成         QApplicationa(argc, argv);         MainWindow w;         w.show();         returna.exec(); ｝

 

config_emgst函数会配置并启动gstreamer，客户只要得到用来显示视频的窗口控件的id就可以了，在每一个Qt窗口控件类中都有对应的成员变量，可以很简单的获取到。config_emgst函数会根据width和height的值自动分配显示区域。通过devlist可以设置需要操作的设备节点索引号，listsize指定同时显示的通道数，支持的值为1、2、4、6、8，显示的方式如下图：

视频数据显示排列方式

函数调用后gstreamer会将对应通道数的视频显示在指定的Qt窗口控件中，每一个区域所显示的视频数据是通过指针devlist指定的，下面是部分参考代码，将graphicsView控件的id传给gstreamer，并显示/dev/video1的数据：

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) : QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow) {        ui->setupUi(this); //初始化设备列表        devlist = (char*)malloc(sizeof(char));        devlist[0] = 1;        //获取窗口控件id，并赋值给成员变量xwinid        xwinid = ui->graphicsView->winId();        //将参数传入函数中初始化gstreamer，并开始输出视频数据        config_emgst(xwinid, 640, 480, devlist, 1); }

 

release_emgst函数会停止gstreamer输出，并释放资源，在程序退出或者需要切换显示的时候调用，下面的代码是通过检测Qt按钮控件的点击事件，实现切换显示通道数：

voidMainWindow::on_channel_4_released() { //初始化设备列表，填入四个通道的值 devlist = (char *)malloc(4*sizeof(char)); devlist[0] = 1; devlist[1] = 2; devlist[2] = 3; devlist[3] = 4; //关闭原来的输出并释放资源 release_emgst(); //将参数传入函数中初始化gstreamer，并开始输出视频数据        config_emgst(xwinid, 640, 480, devlist, 4); }

 

库文件libemgst.so已经预装在ESM7100主板的文件系统中了，客户不需要针对主板再做任何设置。在开发程序的时候，Qt工程中需要将英创公司提供的emgst.h头文件和libemgst.so库文件添加进去。头文件添加的方法十分简单，增加一个新的头文件即可。关于外部库的添加，Qt的开发工具QtCreator提供了非常简便的方法，客户只需要将libemgst.so拷贝到工程目录下，然后在QtCreator中的项目栏用鼠标右键单击工程，选择添加库（外部库），如下图：

添加库操作界面

选择外部库后，点击下一步，按照下图设置，在库文件一栏中选择到工程下的libemgst.so文件，如下图：

选择库文件

这样就完成了外部库的设置，客户可以在代码中调用libemgst.so提供的API函数了。英创公司提供了一个通过按钮切换显示视频通道数的例程，效果如下：

例程截图

通过这种方式，英创公司希望能够帮助客户缩短开发周期，让客户可以专注于Qt程序的开发，而不用花时间去学习并在代码中设置gstreamer。对于例程感兴趣的客户可以和工程师联系，索取相关代码。