嵌入式Linux系统usb摄像头图像采集及图片处理毕业设计

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嵌入式Linux系统中图片解码和显示的视频处理技术

嵌入式Linux系统中图片解码和显示的视频处理技术嵌入式Linux系统作为一种轻量级、高度可定制化的操作系统，被广泛应用于各种嵌入式设备中，包括智能手机、智能家居、车载系统等。

在这些设备中，图片解码和显示技术是嵌入式Linux系统中非常重要的一部分，它们直接影响到图像的质量和设备的性能。

本文将介绍在嵌入式Linux系统中实现图片解码和显示的视频处理技术。

一、嵌入式Linux系统中的图片解码技术1. 图片格式支持：在嵌入式Linux系统中，常见的图片格式包括JPEG、PNG、BMP等。

为了实现图片的解码，首先需要选择合适的图片解码库，如libjpeg、libpng等。

这些库提供了针对不同格式的解码算法，并且能够在嵌入式设备的资源有限情况下高效地进行解码。

2. 解码性能优化：由于嵌入式设备的资源有限，解码性能的优化是很重要的。

可以采用硬件加速的方式，如使用图像处理单元（IPU）或者图像信号处理器（ISP）等专门用于图像处理的硬件模块来加速解码过程。

此外，还可以通过优化解码算法、使用多线程解码等方式来提高解码性能。

3. 图片解码的内存管理：在解码过程中，需要为解码后的图像数据分配内存，并且需要合理管理内存的使用，避免内存泄漏或者内存碎片等问题。

可以使用内存池技术，预先分配一定数量的内存块，并在解码完成后及时释放，以提高内存使用效率。

二、嵌入式Linux系统中的图片显示技术1. 显示接口选择：在嵌入式Linux系统中，常见的显示接口包括LVDS、HDMI、MIPI-DSI等。

根据具体的设备需求和硬件平台，选择合适的显示接口，并确保嵌入式Linux系统能够正确识别和配置显示接口相关的硬件。

2. 显示驱动开发：根据不同的硬件平台，需要开发相应的显示驱动程序，以实现图片数据的显示。

在开发显示驱动过程中，可以利用硬件加速技术，如使用GPU加速等，提高显示性能和图像质量。

3. 显示缓冲管理：为了实现流畅的视频播放和图片显示，需要进行显示缓冲管理。

嵌入式毕业设计课题

嵌入式毕业设计课题【篇一：嵌入式毕业设计课题】课题一：嵌入式远程视频实时监控实现原理：通过在s3c2440（samsung 的arm9芯片）上植入嵌入式web服务器boa及嵌入式数据库sqlite，搭建一个视频webserver，使得pc或者智能手机可以利用网页方式访问摄像头采集的实时视频，达到远程监控录像等应用！涉及到的知识点：①原理图，pcb，元器件的认识，通过开发板的原理图及cpu的datasheet写程序；② arm架构的理解，arm cpu的工作原理，汇编代码级调试理解；③ 2440 cpu的gpio,uart,i2c,spi,ad,watchdog,rtc，lcd等接口技术原理，c代码级调试理解；④嵌入式linux(linux-2.6.30)系统工作原理，驱动框架结构以及摄像头驱动实现；⑤嵌入式linux(linux-2.6.30)下，webserver的实现，包括，sdl，mjpg-streamer应用软件的移植。

团队组织：实现该项目可以按一下方式组队（考虑到学生可能动手能力有限，每个模块安排两个人，这样有讨论，该分配方法供参考）linux系统部分，三个人：一个人负责硬件部分，也不是设计原理图，此人需要电子专业，要能看懂原理图，负责各个模块能在开发板正常运行；一个人负责软件部分，linux系统编译问题，负责给第一个人完好的镜像文件；第三个人，协调软硬件，需要既懂硬件也懂软件；驱动部分，两个人：同时进行，做相同的事情，目的在于一起讨论，要看image sensor （通俗的说叫摄像头）的数据手册，搞清楚芯片工作原理，成像原理，以及参考驱动进行移植工作，会设计到信号不同，编译问题，协同工作！webserver，两个人：在嵌入式linux系统上搭建webserver，涉及到一些应用软件的整合移植工作，主要是sdl,mjpg-streamer，其中sdl是一个非常有名的开源库，3d就是通过它来实现的，而mjpg-streamer是一个流媒体的开源库，实现视频流在网上的传输，这连个库在企业用得很多。

基于Linux的嵌入式网络摄像机设计

基于同轴电缆的视频监控系统结构复杂、稳定性差、可靠性低且价格昂贵，因而出现了嵌入式网络摄像机等远程Web视频监控系统。

本嵌入式网络摄像机，采用高性能的ARM9芯片作微处理器，内置嵌入式Web服务器—Boa，通过嵌入式多任务操作系统—Linux采集摄像机视频数据；摄像机采集的视频信号数字化后经MJPEG算法压缩，压缩后的视频流再通过内部总线送到内置的Web服务器；通过在网页中嵌入图像播放器，用户可以直接通过浏览器观看Web服务器上的摄像机图像；通过通用网关接口CGI，授权用户还可以控制摄像机、云台和镜头的动作或直接通过Web实现对系统进行配置。

1嵌入式网络摄像机系统原理及组成结构嵌入式网络摄像机的基本原理：在嵌入式Linux操作系统中内置Web服务器Boa，摄像机采集视频信号并将其数字化，经MJPEG压缩后，传送到内置的Web 服务器，通过Web页面将视频信息发布到Internet。

由于嵌入式网络摄像机是视频采集终端和Web服务器的融合，因此，用户可以直接通过浏览器观看摄像机拍摄的视频图像，达到远程监控的目的。

整个系统由视频采集模块、视频压缩模块、Web服务器、通用网关接口、Web 页面等5个部分组成。

其硬件结构如图1所示：图1嵌入式网络摄像机硬件结构图视频采集模块包括以S3C2410X为核心的中央控制和数据处理中心，以及USBCamera数据采集单元。

中央控制和数据处理中心主要完成视频采集终端的控制和视频图像的压缩；Web服务器完成基本服务器的功能，负责响应HTTP请求，配合视频采集、压缩模块完成图像信息发布；通用网关接口—CGI，可以根据用户输入的数据信息，控制摄像机、云台和镜头的动作或直接通过Web实现对系统进行配置。

嵌入式微处理器是嵌入式系统的“硬核”。

微处理器的选择将对整个嵌入式系统的成本和性能产生决定性的影响。

目前，比较流行的处理器主要有：PowerPC、MIPS、Intel、ARM等。

基于嵌入式Linux的USB摄像头驱动开发

－1885－0引言USB 接口的普通摄像头由于价格低廉，性能较好，被应用在很多方面，比如可视电话、视频聊天和普通的视频监控。

Dihom (digital house monitor )就是摄像头在视频监控应用的一个例子。

摄像头由主控芯片和传感芯片组成。

主控芯片负责图像采集、压缩以及和主机的通信，通信协议一般采用USB1.1。

在我们的系统中，前端采用摄像头进行图像采集，摄像头连接到嵌入式模块，通过嵌入式模块上的无线网卡发送到远端。

嵌入式模块上采用linux 系统，因此我们需要在其上开发摄像头驱动。

我们使用的摄像头主控芯片型号为Sonix 公司的SN9C101，传感芯片是PAS106。

本文有重点地分析USB 协议驱动模块的分层结构，描述驱动程序的实现，介绍驱动的移植和测试工作。

1USB 协议USB 是一种分层总线结构，并且由一个主机来控制。

主机用主/从协议来和外部USB 设备通信。

USB 上的通信主要有两个方向，分别是主机到设备的下行方向和设备到主机的上行方向，不支持设备之间的直接通信。

每个USB 设备都会有一个或者多个逻辑连接点，称为端点。

每个端点有4种传输方式：控制传输、等时传输、成批传输和中断传输。

但是端点0缺省用来传送配置和控制信息。

同样性质的一组端点的组合叫做接口，而同种类型的接口组合称为配置。

不同配置用于改变整个设备的设置，比如电源消耗等。

每次只能有一个配置处于激活状态，一旦某个配置被激活，里面的接口和端点都可同时使用。

配置、接口和端点的信息存放在称为描述符的数据结构中。

2驱动模块层次结构USB 驱动程序由主控制器驱动、USB 核心驱动和USB 设备驱动程序组成。

通常操作系统本身带有前面两个驱动程序，而开发者只需完成USB 设备驱动的开发工作。

它们之间的层次关系如图1所示。

USB 核心子系统连接USB 设备驱动和主控制器驱动，它通过定义一些数据结构、宏和功能函数来抽象下层硬件设备。

USB 核心子系统为硬件处理供下层接口(lowerAPI )，同时通过上层接口(upperAPI )为USB 设备驱动提供服务。

Linux 下 USB摄像头驱动的实现

Linux 下USB摄像头驱动的实现摘要：介绍了Linux体系下USB摄像头驱动的体系结构。

首先介绍了作为Linux视频部分标准的Video4Linux，这是USB摄像头开发的关键部分；然后描述了Linux体系下USB设备驱动的层次结构以及涉及到的几个重要数据结构；最后给出了中星微的ZC0301P摄像头驱动的具体实现。

关键词：USB摄像头；Linux；video4Linux；驱动程序0引言USB摄像头由于价格低廉、使用方便、通用性强，被广泛应用于个人电脑、视频监控、图像采集等设备中。

目前，摄像头驱动程序大部分都是基于Windows平台下，而嵌入式系统大都采用Linux 系统，因此需要开发在嵌入式Linux平台下的基于Linux驱动框架的摄像头驱动程序。

摄像头主要由主控芯片和传感芯片两部分组成，景物通过镜头生成的光学图像投射到图像传感器上，然后转为电信号，经过A/D转换后变为数字图像信号，然后送到DSP中处理。

主控芯片负责图像采集、压缩以及和主机的通信。

本文中摄像头芯片采用的是中星微公司的ZC0301P芯片，这是目前应用比较广泛的一款产品。

1Linux下的视频标准Video4Linux目前的Linux内核已经添加了对音视频设备的支持，这部分的标准是Video4Linux（简称V4L）。

V4L是一些视频系统、视频软件、音频软件的基础，目前主要应用在图像采集、视频采集等多媒体设备中，比如可视电话、视频监控、Webcam，是嵌入式Linux开发人员经常使用的系统调用接口。

Linux内核通过V4L为用户空间提供了标准的操作接口，各种音频和视频设备相应的驱动程序加载进内核后，V4L就可以通过内核提供的API像对普通文件一样来操作视频和音频设备，从这里可以看出V4L大体分为两层，上层为系统提供的API，底层为音视频设备在内核中的驱动。

这个标准提供了一套标准接口，应用程序、内核、驱动以这个接口进行互相访问。

同时，该标准对USB摄像头也提供非常好的支持。

数字图像处理系统毕业论文

数字图像处理系统毕业论文基于ARM的嵌入式数字图像处理系统设计摘要简述了数字图像处理的应用以及一些基本原理。

使用S3C2440处理器芯片，linux内核来构建一个简易的嵌入式图像处理系统。

该系统使用u-boot作为启动引导程序来引导linux内核以及加载跟文件系统，其中linux内核与跟文件系统均采用菜单配置方式来进行相应配置。

应用界面使用QT制作，系统主要实现了一些简单的图像处理功能，比如灰度话、增强、边缘检测等。

整个程序是基于C++编写的，因此有些图像变换的算法可能并不是最优化的，但基本可以满足要求。

在此基础上还会对系统进行不断地完善。

关键词：linnux 嵌入式图像处理边缘检测AbstractThis paper expounds the application of digital image processing and some basic principles. The use of S3C2440 processor chip, the Linux kernel to construct a simple embedded image processing system. The system uses u-boot as the bootloader to boot the Linux kernel and loaded with file system, Linux kernel and file system are used to menu configuration to make corresponding configuration. The application interface is made using QT, system is mainly to achieve some simple image processing functions, such as gray, enhancement, edge detection. The whole procedure is prepared based on the C++, so some image transform algorithm may not be optimal, but it can meet the basic requirements. On this basis, but also on the system constantly improve.Keywords:linux embedded system image processing edge detection目录第一章绪论 (1)1.1 数字图像处理概述 (1)1.2 数字图像处理现状分析 (5)1.3 本文章节简介 (8)第二章图像处理理论 (8)2.1 图像信息的基本知识 (8)2.1.1 视觉研究与图像处理的关系 (8)2.1.2 图像数字化 (10)2.1.3 图像的噪声分析 (10)2.1.4 图像质量评价 (11)2.1.5 彩色图像基本知识 (11)2.2 图像变换 (12)2.2.1 离散傅里叶变换 (13)2.2.2 离散沃尔什-哈达玛变换（DWT-DHT） (20)2.2.3 离散余弦变换（DCT） (21)2.2.4 离散图像变换的一般表达式 (23)2.3 图像压缩编码 (24)2.3.1 图像编码的基本概念 (24)2.4 图像增强和复原 (24)2.4.1 灰度变换 (24)2.4.2 图像的同态增晰 (26)2.4.3 图像的锐化 (27)2.5 图像分割 (27)2.5.1 简单边缘检测算子 (27)2.6 图像描述和图像识别 (28)第三章需求分析 (28)3.1 系统需求分析 (28)3.2 可行性分析 (28)3.3 系统功能分析 (29)第四章概要设计 (29)4.1 图像采集 (30)4.2 图像存储 (30)4.3 图像处理（image processing） (31)4.4 图像显示 (31)4.5 网络通讯 (32)第五章详细设计 (32)5.1 Linux嵌入式系统的构建 (32)5.1.1 启动引导程序的移植 (32)5.1.2 Linux内核移植 (33)5.1.3 根文件系统的移植 (33)5.2 图像处理功能的实现 (33)5.2.1 彩色图像的灰度化 (34)5.2.2 灰度图的直方图均衡化增强 (34)5.2.3 图像二值化 (35)5.2.4 边缘检测 (35)第六章调试与维护 (36)附录 A (36)参考文献 (43)致谢 (44)第一章绪论1.1 数字图像处理概述数字图像处理(Digital Image Processing)又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。

嵌入式毕业设计课题

嵌入式Linux下USB摄像头驱动程序开发

参考文献：
［１］李松福．象棋史话［Ｍ］．北京：人民体育出版社，１９８１．
［２］郭志菊，李树新．象棋文化熟语语义解构［Ｊ］．汉字文化，２００２（２）．［３］丁桂兴．象棋运动好处多［Ｊ］．教育与管理，２００９（１２）．［４］刘殿中．象棋实战指南／象棋新编教程［Ｍ］．北京：北京体育大学出
版社，２００３．
本走法、经典棋局、大师风采等方面，能够丰富人们的精神
生活，普及传统文化，发扬中华文明。象棋多媒体学习软件界面美观，多种媒体效果丰富，交互性强，内容易扩充。适用于不同年龄段、不同就学阶段、不同工作岗位的人群，适用范围广。既可用于象棋自
第１２卷第１期２０ｌ３年１月
软件导刊
ｓＯｆｔｗａｒｅＧｕｉｄｅ
ＶＯＩ．１２Ｎｏ．１
嵌入式Ｌｉｎｕｘ下ＵＳＢ摄像头驱动程序开发
郭旭，冉全
（武汉工程大学计算机科学与工程学院，湖北武汉４３０２０５）
驱动程序的实现。
可以像操作普通文件一样。设备驱动程序被看作是内核的构成部分，其完成的功能有：设备的初始化和释放、数据
从内核到硬件、从硬件读取数据、接收应用程序传送给设

嵌入式Linux下Camera编程--V4L2

最近有个需求，要在ARM Linux上实现USB Camera 拍照功能。

0. 背景知识：首先要确认的是，Kernel是否支持USB Camera。

因为Linux下，USB协议除了电气协议和标准，还有很多Class。

这些Class就是为了支持和定义某一类设备接口和交互数据格式。

只要符合这类标准，则不同厂商的USB设备，不需要特定的driver就能在Linux下使用。

例如：USB Input class,则使所有输入设备都可以直接使用。

还有类似Audio Class，Pring Class，Ma ss Storage Class，video class等。

其中Video Class 就是我们常说的UVC（USB Video Class）. 只要USB Camera符合UVC标准。

理论上在2.6 Kernel Linux 就可以正常使用。

网络上有人谈到怎样判断是否UVC Camera设备：#lsusbBus 001 Device 010: ID 046d:0825 Logitech, Inc.#lsusb -d 046d:0825 -v | grep "14 Video"如果出现：bInterfaceClass 14 VideobInterfaceClass 14 VideobInterfaceClass 14 VideobInterfaceClass 14 VideobInterfaceClass 14 VideobInterfaceClass 14 VideobInterfaceClass 14 VideobInterfaceClass 14 VideobInterfaceClass 14 VideobInterfaceClass 14 VideobInterfaceClass 14 VideobInterfaceClass 14 VideobInterfaceClass 14 Video则说明是支持UVC.1. Kernel配置：Device Drivers ---> <*> Multimedia support ---> <M> Video For LinuxDevice Drivers ---> <*> Multimedia support ---> [*] Video captureadapters ---> [*] V4L USB devices ---> <M> USB Video Class (UVC)--- V4L USB devices : 这里还有很多特定厂商的driver.可供选择。

嵌入式系统课程设计：基于ARM11的嵌入式视频监控系统设计

嵌入式系统课程设计（报告）题目：基于ARM11的嵌入式视频监控系统设计院系：专业：班级：姓名：学号：指导教师：二〇年月嵌入式系统课程设计（报告）摘要当今世界科学技术飞速发展，越来越多的技术面世，给我们的生产生活带来了巨大的便利，监控摄像头随处可见，成为生活中不可缺少的工具之一。

为了更好地运用高科技带来的便利以及发展最新科技，了解学习是首要任务。

本课题设计选题就是基于当下流行的视频监控技术来完成的，选用的服务器是较为简单的boa服务器辅以基于ARM11架构的S3C6410开发平台，其搭载的操作系统为Linux系统，能够实现我们想要的数据采集与传输的功能。

基于Linux操作使用USB摄像头作为采集终端进行数据的收集，应用程序通过操作设备文件实现对内核驱动的控制，使用C语言编写基于B/S模式下的服务器应用程序，在传输阶段用到了TCP/IP通信协议，最终能够实现对视频数据的一系列操作，从采集、压缩、传递、解压到最后的网页播放等。

基本实现了实时视频监控的需求。

关键词ARM11 嵌入式视频监控Linux操作系统目录第1章绪论 (1)1.1 目的与意义 (1)1.2 发展与趋势 (1)1.3 设计任务 (2)第2章硬件设计 (3)2.1 视屏监控系统的结构设计 (3)2.2 ARM处理器简介 (3)2.3 S3C6410体系结构 (4)2.4定制嵌入式Linux内核 (5)2.5 嵌入式文件系统 (6)第3章软件设计 (9)3.1 Linux操作系统简介 (9)3.2 交叉编译环境的建立 (9)3.3 嵌入式Linux移植 (10)第4章视频采集 (11)4.1 V4L2简介 (11)4.2 采集数据的操作 (11)4.3数据采集函数及解析 (12)第5章视频处理 (14)5.1 格式比较 (14)5.2 JPEG压缩 (14)5.2.1JPEG简介 (14)5.2.2JPEG库简介 (15)第6章系统测试 (17)6.1测试方法 (17)6.2测试结果 (17)结论 (18)参考文献 (19)第1章绪论1.1 目的与意义网络视频监控系统由基于ARM11架构体系嵌入式开发平台和网络客户端组成，实现通过摄像头对图像进行高帧率采集形成的视频数据获取功能，通过硬件开发平台接入以太网网络把视频数据展现到网页上。

基于嵌入式linux的视频图像采集

基于嵌入式linux的视频图像采集[摘要] 本文主要介绍在linux操作系统、arm xsbase270平台上,利用linux内核中已经植入video4linux函数库的数据结构和api函数,通过ov511摄像头实现视频采集的方案,本方案采用qt designer为开发环境,以效率较高的mmap(内存映射)方式截取视频;可保存单张的图片,也可保存为视频。

[关键词] 视频采集 video4linux 嵌入式linux mmap一、引言随着多媒体和通信技术的发展,越来越多的人希望能够直接通过屏幕,看到所要监控的信息。

如:视频监控、webcam、视频会议和可视电话,摄像机等。

嵌入式系统的发展越来越集成化,功能也越来越强大。

本文论述的是基于嵌入式linux系统的视频采集模块的设计与实现。

由于linux对视频的支持是通过video4linux提供的。

并且red hat9.0内核中已经包含了video4linux软件包,所以利用video4linux编程接口就可以在xscale270平台实现对ov511 usb 摄像头图像数据的采集;使用qt进行界面设计,同时对需要的图像进行保存。

最终通过交叉编译连接,生成在arm平台上运行的程序。

作为大学生创新项目,通过相关的开发与研究,可以熟练地掌握嵌入式系统的开发流程,以及对其中涉及到的相关技术有较为深入的理解。

二、系统内核的定制在linux系统下对摄像头的支持是通过内核中video4linux模块的加载来实现的,而该模块的加载可以是静态加载也可以是动态加载。

1.静态加载这种加载方式使视频支持模块嵌在新生成的内核中;虽然会使内核的尺寸变大,但系统运行可靠。

其基本流程是:(1)运行make menuconfig或make xconfig;(2)选择multimedia device->下的video for linux(选为*号标示;这个选项的目的是加载video4linux模块,为视频采集设备提供了编程接口);(3)在usb support->目录下,选择support for usb和 usb camera ov511 support(同样选为*号标示;这使在内核中加入了对ov511接口芯片的usb数字摄像头的驱动支持);(4)保存配置并退出;(5)make dep;make zimage此时在/tftpboot下就生成了带有ov511驱动的内核。

嵌入式Linux环境下USB摄像头应用程序设计

ＬｉａｇｎｕＸｉｏｕａｇＺｈｕｕｎａｏＣｈｈｕ
ＡｂｔａｔＴｅｐｐｒｉｔｄｃｓａｍｅｈｄｔｔｓａｄｄｖｌｐａｐｉａｏｒｇａｙｓｍｌｃｄｎ．ｓｒｃ：ｈａｅｎｒｕｅｔｏｏｅｔｎｅｅｏｐｌｔｎｐｏｒｍｂｉｐｅｏｉｇｏｃｉ
ｉｔｐｅｅ］｛ＤＯＰＬＴ＇ＰＧ，ＩＥ＿ＡＥＥＹｎａｔ［ＶＩＥ＿ＡＥＩＪＥＶＤＯＰＬＴｒ＿Ｕｌｔ＝Ｅ
ＴｌＥＶ４０ＰＶＩ２，ＤＥＯＰＡＬＥ＇ＲＧＢ２４，
＿
信息对摄像头的进一步应用有帮助。
＿
２程序实现
由结构体的定义可以看出，不同种类的摄像头其
ＣＳ传感器不同，以采集到的图像格式也不相同。首先ＭＯ所
Ｂｓ００Ｄｅｉｅ００：Ｉｕ２ｖｃ３Ｄ１７１００ＡｒａＴｅｈｏｏｙＣｏｐ８：３６ｅｃｎｌｇｒＢｓＯ２ｕＯＤｅｉｅ０４：Ｉ０ｃ：０１Ｚｔｒｖｃ０Ｄ８８３ｂ－ｓａＭｉｒｅｅｔｉｉＣｒｅｏｌｃｒｎｃｏｐ
Ｋｅｒ：Ｅｅｄｄ “ｎｘｙｗｏｄｓｍｂｄｅｕ：ＵＳＣｍｅａＤｒｖＰｃｕ－Ｆ册ａＣｏｖｒｉｎＢａｒｉｉｔｌｏｅｔｎｅｓｏ
பைடு நூலகம்１环境准备
（）发板Ｌｎｘ内核版本：．．８；１开ｉｕ２６２（）发板编译器版本：ｒ — ｎｘｇｅ４３１；２开ａｍｈｕ￣ｃ．．（）主机Ｌｎｘ版本：ｅｏａ９；３宿ｉｕＦｄｒ（）Ｓ４ＵＢ摄像头通用驱动程序：ｐａｘ；ｓｃ５ｘ

基于嵌入式Linux视频采集系统设计

的视频采集系统．实验结果表明，系统采集到的图像清晰，该可以适应不同场合的需要。
关键词：３４０；ｉｕ；频采集￥Ｃ２１Ｌｎｘ视中图分类号：Ｐ１Ｔ３６文献标识码：Ａ文章编号：７ — ４Ｘ（０）１０８－２１２５５２１０ — ０２０６１
基础上建立交叉编译调试的开发环境。
接口、Ｃ接口、２口、ＵＢ接口控制器、１２ＩＳ接２个Ｓ２路ＳＩ主频Ｐ，
最高可达２３ｚ０。在处理器丰富资源的基础上，ＭＨ还进行了相
关的配置和扩展，台配置了６平４ＭＢ的ＮＮｌｈ和６ＡＤＦａｓ４ＭＢ
图像和视频连续帧的采集。
１硬件系统
本文使用的系统平台硬件功能框图如图１所示。该平台
采用Ｓｍｕｇ公司的处理器￥Ｃ４０该处理器内部集成了ａｓｎ３２１。ＡＭ公司ＡＭ９０理器核的３微控制器，资源丰富，ＲＲ２Ｔ处２位带独立的１Ｂ的指令Ｃｃｅ１Ｂ数据ＣｃｅＬＤ控制６ｋａｈ和６ｋａｈ、Ｃ
先构建完善的嵌入式系统开发环境，然后才能进行嵌入式
Ｌｎｘ操作系统的抑止等工作。交叉编译环境为在ＰｉｕＣ机上开
发、编译和调试针对目标平台的代码提供了很大的方便，有效地缩短了开发周期，降低了二次开发的难度。
就编译开发环境的建立而言，基于Ｌｎｘ的应用开发环ｉｕ境，一般是由目标系统硬件开发板和宿主机ＰＣ机所构成的。硬件开发板用于操２位的ＳＲＭ。另Ｊ￣出了一个ＨＯＴＵＢ接口。通过在ＤＡ＇Ｉｌ－ＳＳＵＢ接口上外接一个带ＵＢ口的摄像头，采集到的视频图ＳＳ将像数据放入输入缓冲区中。然后，或者保存成文件的形式，或者运行移植到平台上的图像处理程序，对缓冲的图像数据直

linux下V4L2的USB摄像头四幅图像采集

//#Rockie Cheng#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <assert.h>#include <getopt.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <errno.h>#include <malloc.h>#include <sys/stat.h>#include <sys/types.h>#include <sys/time.h>#include <sys/mman.h>#include <sys/ioctl.h>#include <asm/types.h>#include <linux/videodev2.h>#define CLEAR(x) memset (&(x), 0, sizeof (x)) //宏定义清楚struct buffer {void * start;size_t length;}; //定义一个buffer结构体，这个结构体用于盛放申请到的内存首地址和长度static char *dev_name = "/dev/video0";//摄像头设备名static int fd = -1; //文件描述符fdstruct buffer *buffers = NULL;static unsigned int n_buffers = 0;FILE *file_fd; //static unsigned long file_length;static unsigned char *file_name;//获取一帧数据，static int read_frame (void){struct v4l2_buffer buf; //用于盛放一帧数据的信息unsigned int i;CLEAR (buf);buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;int ff = ioctl (fd, VIDIOC_DQBUF, &buf); //从视频缓冲区的输出队列中取得一个已经保存有一帧视频数据的视频缓冲区if(ff<0)printf("failture\n"); //出列采集的帧缓冲assert (buf.index < n_buffers);printf ("buf.index dq is %d,\n",buf.index);fwrite(buffers[buf.index].start, buffers[buf.index].length, 1, file_fd); //将其写入文件中ff=ioctl (fd, VIDIOC_QBUF, &buf); //再将其入列，投放一个空的视频缓冲区到视频缓冲区输入队列中if(ff<0)printf("failture VIDIOC_QBUF\n");return 1;}//主函数int main (int argc,char ** argv){struct v4l2_capability cap;/*储存了硬件的信息，由驱动填写各个元素的值，包含：驱动名称，硬件名称，版本号，硬件支持的功能：V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE（支持视频捕捉接口）*/struct v4l2_format fmt;/*流数据的格式，struct v4l2_format{enum v4l2_buf_type type;union{struct v4l2_pix_format pix;// V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE包含每幅图片的一行，一列所占的像素个数，width和heigth；//像素格式与压缩类型pixelformat；一幅图像的数据所用的最大字节数imagesize=bytesline*heigthstruct v4l2_window win; // V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OVERLAYstruct v4l2_vbi_format vbi; // V4L2_BUF_TYPE_VBI_CAPTUREstruct v4l2_sliced_vbi_format sliced; // V4L2_BUF_TYPE_SLICED_VBI_CAPTURE__u8 raw_data[200]; // user-defined} fmt;};*/unsigned int i;enum v4l2_buf_type type;//所申请的缓冲区的类型，与struct v4l2_format和struct v4l2_requestbuffers结构体中的type一样，//由用户定义，比如可以为V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTUREfile_fd = fopen("test-mmap.jpg", "w");//以只写方式打开文件,返回值是锁打开的文件的首地址fd = open (dev_name, O_RDWR | O_NONBLOCK, 0);//打开摄像头设备，无阻塞方式打开int ff=ioctl (fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap);//获取硬件的参数，结构会存放在cap中，这是由驱动自动填写的if(ff<0)printf("failture VIDIOC_QUERYCAP\n");struct v4l2_fmtdesc fmt1;int ret;memset(&fmt1, 0, sizeof(fmt1));fmt1.index = 0;fmt1.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;while ((ret = ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &fmt1)) == 0) //获取当前驱动支持的视频格式{fmt1.index++;printf("{ pixelformat = '%c%c%c%c', description = '%s' }\n",fmt1.pixelformat & 0xFF, (fmt1.pixelformat >> 8) & 0xFF,(fmt1.pixelformat >> 16) & 0xFF, (fmt1.pixelformat >> 24) & 0xFF,fmt1.description);}CLEAR (fmt);fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;fmt.fmt.pix.width = 640;fmt.fmt.pix.height = 480;fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV;//V4L2_PIX_FMT_YUYV;//V4L2_PIX_FMT_YVU420;//V4L2_PIX_FMT_YUYV;图像的帧格式确定以后，就可以计算出图像的大小fmt.fmt.pix.field = V4L2_FIELD_INTERLACED; //场交错ff = ioctl (fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt); //设置图像格式，将上面设置的帧格式写到fmt 这个结构体中if(ff<0)printf("failture VIDIOC_S_FMT\n");file_length = fmt.fmt.pix.bytesperline * fmt.fmt.pix.height; //计算图片大小struct v4l2_requestbuffers req;/*struct v4l2_requestbuffers__u32 count; //这个成员只为了给mmap使用，保存需要请求的缓冲区的个数enum v4l2_buf_type type； //所申请的缓冲区的类型，与struct v4l2_format和struct v4l2_requestbuffers结构体中的type一样，//由用户定义，比如可以为V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE enum v4l2_memory memory; //设置内存的访问形式V4L2_MEMORY_MMAP orV4L2_MEMORY_USERPTR.__u32 reserved[2]； //保留*/CLEAR (req);req.count = 1; //申请1个缓冲区req.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; //必须为这个格式req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP; //内存访问形式为mmapioctl (fd, VIDIOC_REQBUFS, &req); //申请缓冲，count是申请的数量if(ff<0)printf("failture VIDIOC_REQBUFS\n");if (req.count < 1)printf("Insufficient buffer memory\n");buffers = calloc (req.count, sizeof (*buffers));//分配连续的内存给刚才申请的缓冲区，并且初始化为0，返回值是首地址（物理地址）for (n_buffers = 0; n_buffers < req.count; ++n_buffers){struct v4l2_buffer buf; //驱动中的一帧，每帧的大小有驱动填写，从上面的pix.imagesize传过来/*struct v4l2_buffer{__u32 index;enum v4l2_buf_type type; //必须为V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE__u32 bytesused; //已用的字节数__u32 flags; //enum v4l2_field field; //struct timeval timestamp; //struct v4l2_timecode timecode; //__u32 sequence; //内存分配的顺序enum v4l2_memory memory;union {__u32 offset;unsigned long userptr;} m;__u32 length;__u32 input;__u32 reserved;};*/CLEAR (buf);buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;buf.index = n_buffers;if (-1 == ioctl (fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf)) //调用这个command以后，驱动将填写buf结构体的index，length，type，offset等元素printf ("VIDIOC_QUERYBUF error\n");buffers[n_buffers].length = buf.length;buffers[n_buffers].start = mmap (NULL,buf.length,PROT_READ | PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd, buf.m.offset);//通过mmap建立映射关系。

基于ISP1161的USB摄像头嵌入式Linux设备驱动

【ｂｔａｔｔｏｆｉｐｅｅｔｇＵＢｃｍｅａｄｖｅｄｖｒｆｍｅｄｄＬｎｘｉｉｔｄｃｄｈｐＩＰ１ｗｔＵＢＨｏｔＡｓｃ】ＡｍｅｄｏｍｌｎｎＳａｒｅｉｒｅｏｅｂｄｅｉｕｓｎｒｕｅ．ＣｉＳ１６ｉＳｓｒｈｍｉｃｉｒｏ１ｈ
频采集。
接口的处理器需要单独的芯片来提供ＵＢＨｓ功能，Ｓｏｔ
Ｐｉｐ公司的ＩＰ１片就是这样的芯片。典型的基ｈｌｓｉＳ１６芯１
２基本原理
２１ＩＰｌ１摄像头芯片组简介．Ｓｌ６及
。
【关键词】嵌入式Ｌｎｘｉｕ；设备驱动；ＩＰ１１芯片；ＵＢ摄像头Ｓ１６Ｓ
பைடு நூலகம்
【中图分类号】Ｔ３１２Ｔ９８１Ｐ１．；Ｎ４．５４
【文献标识码】Ｂ
ＥｍｂｄｅｎｘＤｒｖｒｆｒＵＳｍｅａｗｉｈＩＰ１６ｅｄｄＬｉｕｉｅｏＢＣａｒｔＳ１１
析Ｌｎｘ设备驱动原理以及ＩＰ１１和ＵＢ摄像头芯片组工作机制，ｉｕＳ１６Ｓ实现了ＵＢ摄像头的嵌入武Ｌｎｘ设备驱动并在基于ＩｔＳｉｕｎｌｅＸｃｌＰＡ５ｓａＸ２５的Ｓｓｎ平台上实现了基于ＵＢ等时传输模式的图像数据采集。ｅｉａｇｔＳ
【ｙｗｒｓｍｅｄｄＬｎｘｄｖｅｄｖｒＩＰ１ＳａｅａＫｅｏｄ】ｅｂｄｅｉｕ；ｅｉｒｅ；Ｓ１６；ＵＢｃｒｃｉ１ｍ

基于嵌入式Linux视频图像采集系统的设计与实现

维普资讯
２００８年第７期
福建电
脑
１３５
基于嵌入式Ｌｎｘｉｕ视频图像采集系统的设计与实现
许明流，邓王国，刘智勇
（邑大学３４信箱广东江ｆ２００）五０１９２５【摘要Ｊ利用ＡＲ技术设计和实现了一种基于嵌入式Ｌｎｘ的视频采集系统。该系统通过ＵＢ摄像头采集视频图：ＭｉｕＳ像，用Ｌｎｘ的Ｖｄｏ调ｉｕｉｅ４接口模块进行视频截取和数字化处理，用嵌入式Ｑ使Ｔ完成图形界面的开发。系统测试结果表明：该
对Ｌｎｘ经过小型化裁减后．能够固化在容量只有几百Ｋ字节ｉｕ
（ｈｅ；ｃｏｙｓＩｏｆｕｅ－ｌｆｒｎｘｇｎｒ — ＋ｅｏｙｓｅｈｅ）．ｎｉｒｐａｏｍｌｕ— ｅｅｉｇ＋ｃ／ｃｇｔｉｃ
－
或几兆字节的储存器芯片中．于特定嵌入式场合的专用Ｌｎｘ用ｉｕ
无线系统等各类产品市场．于ＡＭ技术的微处理器应用占据用第～种方式所用ＳＣ４０基ＲＢ２１Ｘ开发板的ＵＢ主控器驱动程序Ｓ了３位ＲＳ２ＩＣ微处理器７％以上的市场份额．Ｒ技术正在逐模块为ＵＢＯＣ —ｓＣ４０在Ｌｎｘ要采集视频类数据．ＯＡＭＳ — ＨＩ３２１。ｉ下ｕ还
操作系统

linuxusb免驱摄像头模块原理

linuxusb免驱摄像头模块原理摄像头在现代计算机和嵌入式系统中被广泛使用，用于视频会议、视频监控、电子商务、游戏等众多应用。

在Linux系统中，摄像头模块可以直接插入，并自动识别和配置，这就是所谓的免驱动（Plug and Play）功能。

本文将介绍LinuxUSB免驱摄像头模块的原理。

1.摄像头硬件架构摄像头作为一种外部设备，需要与计算机系统进行数据交互。

它通常由图像传感器、图像处理芯片、电源芯片和USB接口等部分组成。

图像传感器负责将图像光信号转换为电信号，然后通过图像处理芯片对图像进行处理，最终通过USB接口将处理后的数据传输给计算机。

摄像头模块通常还包含一些额外的功能，如自动对焦、光圈控制、白平衡等。

2. LinuxUSB框架在Linux操作系统中，USB设备的驱动和管理是通过LinuxUSB框架实现的。

LinuxUSB由两部分组成：USB核心驱动和USB设备驱动。

USB核心驱动负责枚举、配置和通信等底层操作，而USB设备驱动则负责与特定设备进行通信。

3.摄像头驱动摄像头在Linux系统中使用的驱动程序一般是V4L2（Video4Linux2）驱动。

V4L2是Linux中用于支持视频设备的驱动框架，它定义了一套API和数据结构，用于访问和控制支持V4L2的设备。

摄像头驱动通常包括两部分：摄像头传感器驱动和摄像头设备驱动。

摄像头传感器驱动负责和硬件传感器交互，控制图像数据的采集和传输；摄像头设备驱动则负责将采集到的图像数据转换为V4L2支持的格式，并提供给上层应用程序。

4.摄像头模块工作流程当摄像头插入到Linux系统中时，USB核心驱动会自动检测到设备并加载对应的驱动程序。

在驱动加载完成后，摄像头传感器开始采集图像数据，并通过摄像头设备驱动将数据传输给V4L2驱动。

V4L2驱动在应用程序请求时会将摄像头的图像数据提供给应用程序。

应用程序可以使用V4L2提供的API进行图像的捕获、处理和显示。

嵌入式Linux下USB摄像头驱动程序开发

嵌入式Linux下USB摄像头驱动程序开发摘要：介绍了嵌入式Linux系统中USB设备驱动程序开发的基本原理，通过分析USB驱动程序开发的程序框架和重要数据结构，实现了USB摄像头的嵌入式Linux驱动程序，并在S3C2440的平台上实现了图像采集。

关键词：嵌入式Linux；驱动程序；USB摄像头0引言在我们今天的生活中，摄像头广泛应用于视频聊天以及视频实时监控中。

世面上摄像头种类繁多，其中USB接口的摄像头价格便宜，性能也很高，因而更适宜推广使用。

主控和传感芯片是摄像头的重要部件。

主控芯片负责图像采集、压缩以及与主机进行信息传递。

通过摄像头进行图像采集，同时摄像头与嵌入式模块连接，通过嵌入式模块上的无线网卡把采集的图像发送出去。

嵌入式模块上使用的是Linux系统，嵌入式Linux系统的源代码方便开发，内核运行稳定并具有可裁减性，对大多数硬件都可以支持，是嵌入式系统领域最重要的操作系统。

本文重点分析了USB摄像头驱动模块的整体结构及驱动程序的实现。

1Linux设备驱动的基本概念设备驱动程序是一种可以使计算机和设备进行通信的特殊程序，可以说相当于硬件的接口，操作系统只有通过这个接口，才能控制硬件设备的工作，假如某设备的驱动程序未能正确安装，便不能正常工作。

应用程序把硬件设备看作是一个设备文件，这样它对硬件设备进行操作就可以像操作普通文件一样。

设备驱动程序被看作是内核的构成部分，其完成的功能有：设备的初始化和释放、数据从内核到硬件、从硬件读取数据、接收应用程序传送给设备文件的数据，返回其请求的数据。

Linux内核对外围设备控制操作是通过驱动程序来完成，所以每个设备都需要有驱动程序，否则设备将无法正常工作。

4结语对中国象棋的文化底蕴进行研究，设计并制作象棋多媒体学习软件，内容涉及象棋文化、口诀、技巧、各棋子基本走法、经典棋局、大师风采等方面，能够丰富人们的精神生活，普及传统文化，发扬中华文明。

象棋多媒体学习软件界面美观，多种媒体效果丰富，交互性强，内容易扩充。

嵌入式系统中的实时图像处理与识别设计

嵌入式系统中的实时图像处理与识别设计嵌入式系统是指在特定应用领域中集成了计算机硬件和软件的一种特殊计算机系统。

随着技术的发展，嵌入式系统在各个领域中得到了广泛应用，其中实时图像处理与识别是嵌入式系统中的一个重要应用。

实时图像处理与识别是指对于来自摄像头或者其他图像采集设备的图像数据，在特定时间要求下进行处理和分析的过程。

这是一项技术复杂且要求高性能的任务。

在嵌入式系统中进行实时图像处理与识别的设计是一个具有挑战性的任务，需要考虑到系统资源的有限性以及实时性的要求。

首先，在嵌入式系统中进行实时图像处理与识别的设计需要从硬件和软件两个方面进行考虑。

在硬件方面，需要选择合适的处理器和图像传感器。

处理器的选择应考虑到计算能力和功耗的平衡，常见的选择有ARM、DSP等。

图像传感器的选择应根据应用需要考虑分辨率、动态范围和灵敏度等参数。

此外，还需要考虑到外设接口的选择，如SD卡、USB、以太网等。

在软件方面，需要选择适当的算法和工具来实现实时图像处理与识别的功能。

对于实时图像处理，可以采用基于硬件的加速器，如DSP、GPU等，来加快图像算法的执行速度。

常用的实时图像处理算法有滤波、边缘检测、运动检测等。

而对于图像识别，可以采用机器学习算法，如深度学习、卷积神经网络等。

这些算法需要在嵌入式系统中进行优化和适配，以满足实时性的要求。

在实时图像处理与识别的设计中，还需要考虑到系统资源的有限性。

嵌入式系统通常具有较小的内存和存储器容量，因此需要对算法进行优化，减少内存和存储器的占用。

可以采用压缩算法来减小图像数据的大小，降低存储器的消耗。

此外，还可以采用流水线和并行处理等技术来提高算法的执行效率，实现实时性的要求。

另外，实时图像处理与识别的设计还需要考虑到系统的稳定性和可靠性。

嵌入式系统往往需要长时间的稳定运行，因此必须减少系统的崩溃和死锁问题。

可以通过合理的任务调度算法和异常处理机制来提高系统的稳定性。

同时，还需要考虑到系统的可维护性和可扩展性，以便于后续的软件升级和功能扩展。

如何在嵌入式Linux系统中实现图片解码和显示

如何在嵌入式Linux系统中实现图片解码和显示嵌入式Linux系统中的图片解码和显示是一个在现代嵌入式系统中非常常见和重要的功能。

在许多嵌入式应用中，如智能家居、工业自动化或医疗设备等，图像处理是必不可少的。

本文将介绍如何在嵌入式Linux系统中实现图片解码和显示的方法和技术。

一、嵌入式Linux系统概述嵌入式Linux系统是运行在嵌入式设备上的一种精简型操作系统。

与传统的桌面操作系统相比，嵌入式Linux系统具有体积小、资源占用低以及可裁剪性强等特点，非常适用于资源有限的嵌入式设备。

二、图片解码和显示的原理在嵌入式Linux系统中，图片解码和显示涉及到两个主要的过程：图片解码和图像显示。

1. 图片解码图片解码是将存储在文件或内存中的图像数据转换为可供显示的像素数据的过程。

常见的图像格式包括JPEG、PNG和BMP等。

在嵌入式Linux系统中，可以使用各种图像解码库来实现图片解码功能，如libjpeg、libpng和libbmp等。

这些库提供了一组API函数，通过这些函数可以将图像数据解码为像素数据。

2. 图像显示图像显示是将解码后的像素数据在屏幕上显示出来的过程。

在嵌入式Linux系统中，可以使用FrameBuffer（帧缓冲）来实现图像的显示。

FrameBuffer是一种位图显示设备，可以直接访问和控制显存，并将像素数据显示在屏幕上。

通过FrameBuffer，可以将解码后的像素数据写入显存，并通过控制硬件来在屏幕上显示图像。

三、实现图片解码和显示的步骤要在嵌入式Linux系统中实现图片解码和显示功能，可以按照以下步骤进行：1. 配置嵌入式Linux系统首先，需要在嵌入式Linux系统中配置和编译相应的图像解码库和FrameBuffer驱动。

可以根据具体的硬件平台和系统配置来选择和设置相应的驱动程序和库文件。

2. 加载图像数据将需要解码和显示的图像数据加载到内存中。

可以从文件系统中读取图像数据，或者通过网络或其他外部接口获取图像数据。