视频的采集和动态显示（三）

本是古典何须时尚 2021-12-16 02:43 270阅读 0赞

**硬件平台：**Digilent ZedBoard

**开发环境：**Windows XP 32 bit + Wmare 8.0 + Ubuntu 10.04 +Qt+ arm-linux-xilinx-gnueabi交叉编译环境

**Zedboard linux: **Digilent OOB Design** **

**一、V4l2更新缓冲Buffer的方法**

回顾上一节中，我们使用v4l2控制usb 摄像头，对摄像头的静态图片采集流程操作过程可以归纳为图1：

![12163225-9723c32a490640ceb732c8494e18413c.x-png][]

图1 静态图片采集流程图

所用到的函数和参数都在旁边标注出。可以看到使用命令VIDIOC\_DQBUF将缓存中的图像帧取出，然后摄像头设备是一直在采集图像，如果没有更新缓存区命令，采集到的新数据是不会被更新到缓存中的。v4l2提供了与VIDIOC\_DQBUF命令相对的命令VIDIOC\_QBUF，我对这个命令的理解就是允许摄像头设备将采集图像更新到缓存区。假设开辟的缓存FIFO大小为4帧，如图2(a)，当使用VIDIOC\_DQBUF命令后，当前帧n从FIFO中取走，FIFO留下一个空缺，如图2(b)，这种情况下如果使用VIDIOC\_QBUF命令，新一帧n+4将被写入缓存，如图2(c)。

![13205352-3bb2f160ada549f3be7fffdb440b21f0.png][]

图2 缓存FIFO与VIDIOC\_DQBUF命令、VIDIOC\_QBUF命令

所以为了实现缓存区图像数据的动态更新，需要在每一次处理完数据后使用VIDIOC\_QBUF更新缓存区，以便下一次VIDIOC\_DQBUF获取到新的一帧数据。因而动态更新缓存的视频采集流程应该如图3所示：

![13194230-f9a041d9ffa942c4ab1eace77ee7f59b.png][]

图3 动态视频采集流程

为此，需要重新定义两个函数，一个我们定义为get\_frame获取视频帧：

![复制代码][copycode.gif]

1 int VideoDevice::get_frame(void **frame_buf, size_t* len)
     2 {
     3     v4l2_buffer queue_buf;
     4 
     5     queue_buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
     6     queue_buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
     7 
     8     if(ioctl(fd, VIDIOC_DQBUF, &queue_buf) == -1)
     9     {
    10         return FALSE;
    11     }
    12 
    13     *frame_buf = buffers[queue_buf.index].start;
    14     *len = buffers[queue_buf.index].length;
    15     index = queue_buf.index;
    16 
    17     return TRUE;
    18 }

![复制代码][copycode.gif]

再定义free\_frame释放视频帧，让出缓存空间准备新的视频帧数据：

![复制代码][copycode.gif]

1 int VideoDevice::free_frame()
     2 {
     3     if(index != -1)
     4     {
     5         v4l2_buffer queue_buf;
     6         queue_buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
     7         queue_buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
     8         queue_buf.index = index;
     9 
    10         if(ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &queue_buf) == -1)
    11         {
    12             return FALSE;
    13         }
    14         return TRUE;
    15     }
    16     return FALSE;
    17 }

![复制代码][copycode.gif]

**二、Qt的paintEvent事件**

在上篇博客里面，我们对采集的的视频帧数据的显示，采用的方法是使用了一个QLabel和QPixmap，并使用loadfromdata函数将采集的数据转为QPixmap中的数据，并显示到QLabel上。这样的做法导致的结果是QLabel和QPixmap数据只能被更新一次，所以只能显示静态图片。

在完成了视频缓存数据更新后，我们所面临的问题就是怎么样才能把这个数据动态显示出来。好在Qt提供了窗口刷新事件paintEvent，在这里，我们可以使用两种方式触发paintEvent事件：

1、使用定时器QTimer，定时为33ms（因为摄像头的帧频为30pfs）；

2、不使用定时器，由QLabel自身内容改变产生。这里采用这种方式。paintEvent函数内容：

![复制代码][copycode.gif]

1 void Widget::paintEvent(QPaintEvent *)
     2 {
     3     rs = vd->get_frame((void **)&yuv_buffer,&len);
     4     convert_yuv_to_rgb_buffer(yuv_buffer,rgb_buffer,640,480);
     5 
     6     frame->loadFromData((uchar *)rgb_buffer,640 * 480 * 3);
     7 
     8     ui->label->setPixmap(QPixmap::fromImage(*frame,Qt::AutoColor));
     9 
    10     rs = vd->unget_frame();
    11 }

![复制代码][copycode.gif]==================================

工程：[zed\_YUV\_camera.zip][zed_YUV_camera.zip]

[12163225-9723c32a490640ceb732c8494e18413c.x-png]: /images/20211214/4899b60347f5450e84ed7cf669884c3e.png
[13205352-3bb2f160ada549f3be7fffdb440b21f0.png]: /images/20211214/ef47815b728c49c4b39abfa1d7d3468f.png
[13194230-f9a041d9ffa942c4ab1eace77ee7f59b.png]: /images/20211214/ce248b2374c2406ea630315af01e796c.png
[copycode.gif]: /images/20211214/f890e369c6f74a5ba152378f9e21070b.png
[zed_YUV_camera.zip]: http://files.cnblogs.com/surpassal/zed_YUV_camera.zip