使用Linux的V4L2编程部分参考：
Linux之V4L2基础编程 - emouse - 博客园
使用YUY2(YUV)与RGB之间相互转化参考：
（转）RGB、YUY2、YUYV、YVYU、UYVY、AYUV格式详解 - 神一样的魔鬼 - 博客园
本文是基于Linux开发板的V4L2摄像头调用程序，包括YUYV解码为RGB，以及将摄像头数据显示在开发板屏幕上。代码未封装，可直接在linux下编译使用。
工作流程：打开设备 —> 检查和设置设备属性 —> 设置帧格式 —> 设置一种输入输出方法（缓冲区管理） —> 循环获取数据 —> 数据解码 —> 显示在lcd上 —> 关闭设备。
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/videodev2.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#include <errno.h>
#include <pthread.h>
#include <linux/fb.h>
#include <stdbool.h>unsigned int *lcdptr = NULL; //lcd映射内存首地址
int lcd_width; //lcd屏幕宽
int lcd_height; //lcd屏幕高int camera_width = 640; //camere屏幕宽
int camera_height = 480; //camera屏幕高void lcd_show_rgb(unsigned char *rgbdata,int width,int height); //在lcd上显示
int YUV2RGB(void* pYUV, void* pRGB, int width, int height, bool alphaYUV, bool alphaRGB); //YUYV格式转换为RGB格式int main(void)
{int lcdfd = open("/dev/fb0", O_RDWR); //打开 LCD屏幕if(lcdfd < 0){perror("/dev/fb0");exit(-1);}//获取屏幕宽高struct fb_var_screeninfo lcdvar;ioctl(lcdfd, FBIOGET_VSCREENINFO , &lcdvar);lcd_width = lcdvar.xres; lcd_height = lcdvar.yres; //4 = 透明度 + RGBlcdptr = (unsigned int *)mmap( NULL, lcd_width*lcd_height*4 , //映射fb内存空间长度 PROT_READ | PROT_WRITE, //可读可写MAP_SHARED, //进程间共享机制lcdfd, //lcd的文件描述符0);//1.打开摄像头设备int fd = open("/dev/video1",O_RDWR); //video0 或 video1if(fd < 0){perror("打开设备失败");return -1;}//2.获取摄像头支持的格式 ioctl(文件描述符，命令，与命令对应的结构体)//查询并显示所有支持的格式：VIDIOC_ENUM_FMT ，获取对应结构体/*struct v4l2_fmtdesc{u32 index; // 要查询的格式序号，应用程序设置enum v4l2_buf_type type; // 帧类型，应用程序设置u32 flags; // 是否为压缩格式u8 description[32]; // 格式名称u32 pixelformat; // 格式u32 reserved[4]; // 保留};*///3.配置摄像头采集格式//查看或设置当前格式： VIDIOC_G_FMT, VIDIOC_S_FMT/* struct v4l2_format{enum v4l2_buf_type type; // 帧类型，应用程序设置union fmt{struct v4l2_pix_format pix; // 视频设备使用struct v4l2_window win;struct v4l2_vbi_format vbi;struct v4l2_sliced_vbi_format sliced;u8 raw_data[200];}; }; struct v4l2_pix_format{u32 width; // 帧宽，单位像素u32 height; // 帧高，单位像素u32 pixelformat; // 帧格式enum v4l2_field field;u32 bytesperline;u32 sizeimage;enum v4l2_colorspace colorspace;u32 priv;};*/struct v4l2_format vfmt; vfmt.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; //设置类型摄像头采集vfmt.fmt.pix.width = camera_width; //设置宽vfmt.fmt.pix.height = camera_height; //设置高vfmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV; //根据摄像头设置格式int ret;ret = ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &vfmt);if(ret < 0){perror("设置格式失败");} printf("Current data format information:\n\twidth:%d\n\theight:%d\n",vfmt.fmt.pix.width,vfmt.fmt.pix.height);//4.申请内核空间//应用程序和设备有三种交换数据的方法，直接 read/write、内存映射(memory mapping) 和用户指针。//向设备申请缓冲区 VIDIOC_REQBUFS/*相关函数：int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_requestbuffers *argp);相关结构体：struct v4l2_requestbuffers{u32 count; // 缓冲区内缓冲帧的数目enum v4l2_buf_type type; // 缓冲帧数据格式enum v4l2_memory memory; // 区别是内存映射还是用户指针方式u32 reserved[2];};enum v4l2_memory{V4L2_MEMORY_MMAP, V4L2_MEMORY_USERPTR};//count,type,memory 都要应用程序设置*/struct v4l2_requestbuffers reqbuffer; reqbuffer.count = 4; //申请4个缓冲区 reqbuffer.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; // 缓冲帧数据格式reqbuffer.memory=V4L2_MEMORY_MMAP; //内存映射ret = ioctl(fd, VIDIOC_REQBUFS, &reqbuffer);if(ret < 0){perror("申请队列空间失败");}//5.把内核的缓冲区队列映射到用户空间//获取缓冲帧的地址，长度：VIDIOC_QUERYBUF//相关函数：int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_buffer *argp);/*相关结构体：struct v4l2_buffer{u32 index; //buffer 序号enum v4l2_buf_type type; //buffer 类型u32 byteused; //buffer 中已使用的字节数u32 flags; // 区分是MMAP 还是USERPTRenum v4l2_field field;struct timeval timestamp; // 获取第一个字节时的系统时间struct v4l2_timecode timecode;u32 sequence; // 队列中的序号enum v4l2_memory memory; //IO 方式，被应用程序设置union m{u32 offset; // 缓冲帧地址，只对MMAP 有效unsigned long userptr;}; u32 length; // 缓冲帧长度u32 input;u32 reserved;};*/unsigned char *mptr[4]; //保护映射后用户空间的首地址unsigned int size[4];struct v4l2_buffer mapbuffer;for (unsigned int n_buffers = 0; n_buffers < reqbuffer.count; n_buffers++) //count=4个缓冲区{memset(&mapbuffer,0,sizeof(mapbuffer)); //清空mapbuffer.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; //设置类型摄像头采集mapbuffer.memory = V4L2_MEMORY_MMAP; //内存映射 IO 方式，被应用程序设置mapbuffer.index = n_buffers; //buffer 序号// 查询序号为n_buffers 的缓冲区，得到其起始物理地址和大小ret = ioctl (fd, VIDIOC_QUERYBUF, &mapbuffer); //从内核空间中查询一个空间做映射if(ret < 0){perror("查询内核空间队列失败");}mptr[n_buffers] = (unsigned char *)mmap( NULL, mapbuffer.length , //被映射内存块的长度 PROT_READ | PROT_WRITE, //可读可写MAP_SHARED, //进程间共享机制fd, //摄像头的文件描述符mapbuffer.m.offset); // 缓冲帧地址，只对MMAP 有效size[n_buffers] = mapbuffer.length; //保存长度，释放用//通知使用完毕--‘放回去’//VIDIOC_QBUF// 把帧放入队列//VIDIOC_DQBUF// 从队列中取出帧ret = ioctl (fd, VIDIOC_QBUF, &mapbuffer);if(ret < 0){perror("帧放入队列失败");}}//6.开始采集//冲区处理好之后，就可以开始获取数据了//启动 或 停止数据流 VIDIOC_STREAMON， VIDIOC_STREAMOFFint type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;ret = ioctl (fd, VIDIOC_STREAMON, &type); if(ret < 0){perror("开启失败");}//定义一个空间存储解码后的RGB数据unsigned char rgbdata[camera_width*camera_height*3];while(1){//7.采集数据//从队列中提取一帧数据struct v4l2_buffer readbuffer;readbuffer.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;ret = ioctl (fd, VIDIOC_DQBUF, &readbuffer); // 从缓冲区取出一个缓冲帧if(ret < 0){perror("提取数据失败");}/* //把一帧数据写入文件FILE *file = fopen("my.yuyv","w+");//mptr[readbuffer.index]fwrite(mptr[readbuffer.index],readbuffer.length,file);fclose(file); */YUV2RGB(mptr[readbuffer.index], rgbdata,camera_width,camera_height,0,0); //把YUYV数据解码为RGB数据lcd_show_rgb(rgbdata,camera_width,camera_height); //在开发板lcd上显示//通知内核已经使用完毕ret = ioctl (fd,VIDIOC_QBUF,&readbuffer);if(ret < 0){perror("放回队列失败");}}//8.停止采集ret = ioctl (fd,VIDIOC_STREAMOFF,&type);//9.释放映射for(int i=0; i<4; i++)munmap(mptr[i], size[i]);// 断开映射//10.关闭设备close(fd);return 0;
}//将解码后的摄像头数据显示在开发板屏幕上
void lcd_show_rgb(unsigned char *rgbdata,int width,int height) //width、height为摄像头图片的宽高
{unsigned int *ptr = lcdptr;//以字节对齐的方式，将RGB颜色数据转换成ARGB的LCD数据unsigned int lcd_buf[width*height];//对齐像素for(int i=0;i<width*height;i++){lcd_buf[i] = rgbdata[3*i+0] | rgbdata[3*i+1]<<8 | rgbdata[3*i+2]<<16 | 0x00<<24; //蓝色 //绿色 //红色 //透明度} //数据不能超过lcd屏幕尺寸以及摄像头图片尺寸for(int x=0; x<lcd_width && x<width ;x++){for(int y=0; y<lcd_height && y<height ; y++){ // 获取lcd屏幕中的偏移量int lcd_offset = x + lcd_width*y ; // 获取camera图片中的偏移量int camera_offset = x + width*(height - y -1);*(ptr+lcd_offset) = lcd_buf[camera_offset];}}return ;
}// YUV2RGB
// pYUV point to the YUV data
// pRGB point to the RGB data
// width width of the picture
// height height of the picture
// alphaYUV is there an alpha channel in YUV
// alphaRGB is there an alpha channel in RGB
//YUYV格式转换为RGB格式
int YUV2RGB(void* pYUV, void* pRGB, int width, int height, bool alphaYUV, bool alphaRGB)
{ if (NULL == pYUV) { return -1; } unsigned char* pYUVData = (unsigned char *)pYUV; unsigned char* pRGBData = (unsigned char *)pRGB; /*if (NULL == pRGBData) { if (alphaRGB) { pRGBData = new unsigned char[width*height*4];} else pRGBData = new unsigned char[width*height*3]; }*/int Y1, U1, V1, Y2, alpha1, alpha2, R1, G1, B1, R2, G2, B2; int C1, D1, E1, C2; if (alphaRGB) { if (alphaYUV) { for (int i=0; i<height; ++i) { for (int j=0; j<width/2; ++j) { Y1 = *(pYUVData+i*width*3+j*6); //i*width*3 = i*(width/2)*6 U1 = *(pYUVData+i*width*3+j*6+1); Y2 = *(pYUVData+i*width*3+j*6+2); V1 = *(pYUVData+i*width*3+j*6+3); alpha1 = *(pYUVData+i*width*3+j*6+4); alpha2 = *(pYUVData+i*width*3+j*6+5); C1 = Y1-16; C2 = Y2-16; D1 = U1-128; E1 = V1-128; R1 = ((298*C1 + 409*E1 + 128)>>8>255 ? 255 : (298*C1 + 409*E1 + 128)>>8); G1 = ((298*C1 - 100*D1 - 208*E1 + 128)>>8>255 ? 255 : (298*C1 - 100*D1 - 208*E1 + 128)>>8); B1 = ((298*C1+516*D1 +128)>>8>255 ? 255 : (298*C1+516*D1 +128)>>8); R2 = ((298*C2 + 409*E1 + 128)>>8>255 ? 255 : (298*C2 + 409*E1 + 128)>>8); G2 = ((298*C2 - 100*D1 - 208*E1 + 128)>>8>255 ? 255 : (298*C2 - 100*D1 - 208*E1 + 128)>>8); B2 = ((298*C2 + 516*D1 +128)>>8>255 ? 255 : (298*C2 + 516*D1 +128)>>8); *(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+2) = R1<0 ? 0 : R1; *(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+1) = G1<0 ? 0 : G1; *(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8) = B1<0 ? 0 : B1; *(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+3) = alpha1; *(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+6) = R2<0 ? 0 : R2; *(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+5) = G2<0 ? 0 : G2; *(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+4) = B2<0 ? 0 : B2; *(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+7) = alpha2; } } } else { int alpha = 255; for (int i=0; i<height; ++i) { for (int j=0; j<width/2; ++j) { Y1 = *(pYUVData+i*width*2+j*4); U1 = *(pYUVData+i*width*2+j*4+1); Y2 = *(pYUVData+i*width*2+j*4+2); V1 = *(pYUVData+i*width*2+j*4+3); C1 = Y1-16; C2 = Y2-16; D1 = U1-128; E1 = V1-128; R1 = ((298*C1 + 409*E1 + 128)>>8>255 ? 255 : (298*C1 + 409*E1 + 128)>>8); G1 = ((298*C1 - 100*D1 - 208*E1 + 128)>>8>255 ? 255 : (298*C1 - 100*D1 - 208*E1 + 128)>>8); B1 = ((298*C1+516*D1 +128)>>8>255 ? 255 : (298*C1+516*D1 +128)>>8); R2 = ((298*C2 + 409*E1 + 128)>>8>255 ? 255 : (298*C2 + 409*E1 + 128)>>8); G2 = ((298*C2 - 100*D1 - 208*E1 + 128)>>8>255 ? 255 : (298*C2 - 100*D1 - 208*E1 + 128)>>8); B2 = ((298*C2 + 516*D1 +128)>>8>255 ? 255 : (298*C2 + 516*D1 +128)>>8); *(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+2) = R1<0 ? 0 : R1; *(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+1) = G1<0 ? 0 : G1; *(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8) = B1<0 ? 0 : B1; *(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+3) = alpha; *(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+6) = R2<0 ? 0 : R2; *(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+5) = G2<0 ? 0 : G2; *(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+4) = B2<0 ? 0 : B2; *(pRGBData+(height-i-1)*width*4+j*8+7) = alpha; } } } } else { if (alphaYUV) { for (int i=0; i<height; ++i) { for (int j=0; j<width/2; ++j) { Y1 = *(pYUVData+i*width*3+j*4); U1 = *(pYUVData+i*width*3+j*4+1); Y2 = *(pYUVData+i*width*3+j*4+2); V1 = *(pYUVData+i*width*3+j*4+3); C1 = Y1-16; C2 = Y2-16; D1 = U1-128; E1 = V1-128; R1 = ((298*C1 + 409*E1 + 128)>>8>255 ? 255 : (298*C1 + 409*E1 + 128)>>8); G1 = ((298*C1 - 100*D1 - 208*E1 + 128)>>8>255 ? 255 : (298*C1 - 100*D1 - 208*E1 + 128)>>8); B1 = ((298*C1+516*D1 +128)>>8>255 ? 255 : (298*C1+516*D1 +128)>>8); R2 = ((298*C2 + 409*E1 + 128)>>8>255 ? 255 : (298*C2 + 409*E1 + 128)>>8); G2 = ((298*C2 - 100*D1 - 208*E1 + 128)>>8>255 ? 255 : (298*C2 - 100*D1 - 208*E1 + 128)>>8); B2 = ((298*C2 + 516*D1 +128)>>8>255 ? 255 : (298*C2 + 516*D1 +128)>>8); *(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+2) = R1<0 ? 0 : R1; *(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+1) = G1<0 ? 0 : G1; *(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6) = B1<0 ? 0 : B1; *(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+5) = R2<0 ? 0 : R2; *(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+4) = G2<0 ? 0 : G2; *(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+3) = B2<0 ? 0 : B2; } } } else { for (int i=0; i<height; ++i) { for (int j=0; j<width/2; ++j) { Y1 = *(pYUVData+i*width*2+j*4); U1 = *(pYUVData+i*width*2+j*4+1); Y2 = *(pYUVData+i*width*2+j*4+2); V1 = *(pYUVData+i*width*2+j*4+3); C1 = Y1-16; C2 = Y2-16; D1 = U1-128; E1 = V1-128; R1 = ((298*C1 + 409*E1 + 128)>>8>255 ? 255 : (298*C1 + 409*E1 + 128)>>8); G1 = ((298*C1 - 100*D1 - 208*E1 + 128)>>8>255 ? 255 : (298*C1 - 100*D1 - 208*E1 + 128)>>8); B1 = ((298*C1+516*D1 +128)>>8>255 ? 255 : (298*C1+516*D1 +128)>>8); R2 = ((298*C2 + 409*E1 + 128)>>8>255 ? 255 : (298*C2 + 409*E1 + 128)>>8); G2 = ((298*C2 - 100*D1 - 208*E1 + 128)>>8>255 ? 255 : (298*C2 - 100*D1 - 208*E1 + 128)>>8); B2 = ((298*C2 + 516*D1 +128)>>8>255 ? 255 : (298*C2 + 516*D1 +128)>>8); *(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+2) = R1<0 ? 0 : R1; *(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+1) = G1<0 ? 0 : G1; *(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6) = B1<0 ? 0 : B1; *(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+5) = R2<0 ? 0 : R2; *(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+4) = G2<0 ? 0 : G2; *(pRGBData+(height-i-1)*width*3+j*6+3) = B2<0 ? 0 : B2; } } } } return 0;
} 以上是我对linux开发板V4L2调用摄像头代码的一些整理，希望能对大家提供一些帮助！
