CSI攝像頭接口及在英創主板上的應用
目前，英創公司在低成本核心板ESM6800的基礎上，推出了支持攝像頭的版本ESM6800V，ESM6800V是在ESM6800H的基礎上，去掉了一路網口和6路擴展串口，增加了一路CSI（COMS Sensor Interface）信號接口。ESM6800V的其它系統及接口配置與ESM6800完全相同。CSI是一個標準的視頻輸出接口，視頻處理芯片可以直接輸出，不需要涉及到USB接口攝像頭所需的視頻壓縮芯片以及USB接口芯片，所以較市面上普通的USB攝像頭來說，CSI接口的攝像頭更便宜，配合ESM6800V形成了一個低成本的圖像應用方案。
ESM6800的內核版本為Linux-4.1.15，同時英創公司在ESM6800上移植了基于xcb（X11）平臺的Qt-5.8.0，關于Qt和X11的介紹，可以參考網站文章《ESM6802 X11桌面圖形系統簡介》。CSI攝像頭選用Omnivision公司130萬像素的ov9652（最高分辨率1280×1024）和500萬像素的ov5640（最高分辨率2560×1920），在ESM6800V的系統中已經集成了這兩款攝像頭的驅動，并且能夠自動識別并加載相應的驅動，加載驅動后會自動生成設備節點：“/dev/video0"，應用程序可以操作該設備節點對攝像頭進行圖像的采集和控制。
CSI攝像頭都是用了V4L2驅動提供的標準API來操作的。Video for Linux 2簡稱V4L2，是V4L的改進版。本例中采集的圖像分辨率為640×480，接下來就來介紹一下主要的操作，首先打開設備文件：
int fd;
fd=open("/dev/video0",O_RDWR);
設置視頻的制式和幀格式，制式包括PAL，NTSC，幀的格式個包括寬度和高度等：
/*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; /*設置圖形分辨率，水平：640 像素*/
tv_fmt.fmt.pix.height = 480; /*設置圖形分辨率，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\n");
exit(-1);
close(fd);
}
向驅動申請幀緩沖，一般不超過五個：
struct v4l2_requestbuffers req;
req.count=2;
req.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
req.memory=V4L2_MEMORY_MMAP;
//申請幀緩沖
ret=ioctl(fd,VIDIOC_REQBUFS,&req);
if(ret<0)
{
printf("failture VIDIOC_REQBUFS\n");
return -1;
}
將申請到的幀緩沖映射到用戶空間，這樣就能夠直接操作幀緩沖了：
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;
// 查詢序號為n_buffers 的緩沖區，得到其起始物理地址和大小
if (-1 == ioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf))
{
printf("failture VIDIOC_QUERYBUF\n");
return -1;
}
buffers[n_buffers].length= buf.length;
// 映射內存
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\n");
return -1;
}
}
開始視頻的采集：
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;
//取出一個緩沖幀
i1 = ioctl (fd, VIDIOC_DQBUF, &usr_buf);
if(i1<0)
{
printf("failture\n");
return -1;
}
例程的效果如下：
所以通過這一套通用的V4L2接口來操作攝像頭的工作流程就能夠讀取攝像頭的數據了，基于CSI接口攝像頭，英創公司提供了一套完整的應用方案，有興趣的客戶請點擊下載：《ESM6800V支持CSI接口攝像頭》。