基于S3C2410的的圖像采集系統(tǒng)

系統(tǒng)啟動時，首先需要加載各種驅動模塊，然后向系統(tǒng)注冊了生產(chǎn)廠商號碼（VendorID）和產(chǎn)品號（Pro-ductID）。當USB設備連接到主機上，系統(tǒng)會檢測它的VendorID和ProductID，如果與驅動模塊的注冊內(nèi)容匹配，則將該驅動程序與設備掛接起來[5]。當插入攝像頭時，系統(tǒng)會調用zc301_probe函數(shù)。參數(shù)dev指定了設備信息，probe函數(shù)驗證所有可選配置的有效性，并調用usbvideo模塊的sbvideo_Regis-terVideodevice（）函數(shù)向videodev系統(tǒng)注冊。

當系統(tǒng)完成驅動注冊后，調用staticintzc301_init（structusb_zc301*zc301）和staticvoidzc301_start（structusb_301*zc301）函數(shù)完成對設備的初始化過程：填寫各個寄存器值、啟動攝像頭。系統(tǒng)運行到這一步，基本完成了對攝像頭驅動加載及設備初始化。接下來需要通過讀取用戶設定的圖像規(guī)格，其中包括：圖像格式、分辨率、顏色深度、對比度和亮度等參數(shù)。這些數(shù)值的讀取都是通過以下函數(shù)實現(xiàn)的：

在得到這些參數(shù)值后，再調用一套函數(shù)，實現(xiàn)參數(shù)的設置。每個參數(shù)設置函數(shù)和之前的參數(shù)取值函數(shù)是一一對應的。具體函數(shù)如下：

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

當然我們還需要staticvoidzc301_shutdown（structusb_zc301*zc301）來關閉攝像頭。

至此，攝像頭驅動的驅動基本完成。通過這些函數(shù)的設置我們可以把具體的硬件電路抽象化為數(shù)據(jù)結構中的參數(shù)值。接下來我們可以通過V4L驅動來調用這些函數(shù)，實現(xiàn)對參數(shù)的賦值、打開設備、采集圖像和關閉設備等一系列的過程。

重新編譯、運行內(nèi)核時，在串口反饋信息中會顯示USB攝像頭驅動程序成功加載。如圖3所示。

圖3串口反饋信息3Video4Linux下的圖像采集編程：

Video4Linux,簡稱V4L,是Linux中關于視頻設備的內(nèi)核驅動，它為針對視頻設備的應用程序編程提供一系列半標準的接口。V4L利用這個接口，增加一些額外的功能，同時向外提供了一個屬于自己的API。我們可以通過調用V4L的API來實現(xiàn)各種功能。在Linux下，視頻采集設備的正常使用依賴于對Video4Linux標準的支持。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)結構：

這些數(shù)據(jù)結構都是由Video4Linux支持的，它們的用途如下：

（1）video_capability包含攝像頭的基本信息，例如設備名稱、支持的最大最小分辨率、信號源信息等，分別對應著結構體中成員變量name、maxwidth、maxheight、minwidth、minheight、channels（信號源個數(shù)）、type等；

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

（3）video_mmap用于內(nèi)存映射；

（4）voido_mbuf利用mmap進行映射的幀信息，實際上是輸入到攝像頭存儲器緩沖中的幀信息，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)結構中的參數(shù)值，系統(tǒng)才能夠按照要求采集圖像數(shù)據(jù)。

在USB攝像頭被驅動后，只需要再編寫一個對視頻流采集的應用程序就可以了。根據(jù)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)特征，先在宿主機上編寫應用程序，再使用交叉編譯器進行編譯鏈接，生成在目標平臺的可執(zhí)行文件。宿主機與目標板通信采用打印終端的方式進行交叉調試，成功后移植到目標平臺。

V4L圖像采集編程流程：

（1）打開視頻設備；

（2）讀取設備信息；

（3）更改設備當前設置；

（4）視頻采集得到圖像信息；