利用mmap 内存共享，用另一个进程来控制录像循环的退出。
时间控制是指：生成了n张图片帧用了多少时间m。帧率等于n/m。对应于头文件，m等于scale, n等于rate.为了精确，采用微秒计时。
I此程序生成的视频远好于ffmpeg，可能是此程序没有压缩数据原因吧。
我的摄像头支持 YUYV422 和MJPG 两种格式，YUYV是不压缩的，MJPG是压缩的，查v4l2.h
头文件得知：YUV422有4种，可任选一种，看到视频采样宽度为16 字节。也就是说每个像素点用16个字节的数据表示图像的亮度，色彩。mjpg 没有说用多少个字节表示一个像素点。我用16 ，24试过都可以用。如果实际观看时帧率不对，则大方向是此值没置错误。
#define V4L2_PIX_FMT_YUYV v4l2_fourcc('Y', 'U', 'Y', 'V') /* 16 YUV 4:2:2 */
#define V4L2_PIX_FMT_YYUV v4l2_fourcc('Y', 'Y', 'U', 'V') /* 16 YUV 4:2:2 */
#define V4L2_PIX_FMT_YVYU v4l2_fourcc('Y', 'V', 'Y', 'U') /* 16 YVU 4:2:2 */
#define V4L2_PIX_FMT_UYVY v4l2_fourcc('U', 'Y', 'V', 'Y') /* 16 YUV 4:2:2 */
#define V4L2_PIX_FMT_VYUY v4l2_fourcc('V', 'Y', 'U', 'Y') /* 16 YUV 4:2:2 */
/* compressed formats （压缩格式） */
#define V4L2_PIX_FMT_MJPEG v4l2_fourcc('M', 'J', 'P', 'G') /* Motion-JPEG */
MJPG 格式为压缩格式
这两种支持格式可任选一种，摄像头与avi文件的视频格式必须一致
也就是程序中 vfmt.fmt.pix.pixelformat 与 strh .codec strf.compression ,这三者要一致。
avi 头文件
#ifndef AVI_H
#define AVI_H
#include <stdio.h>//FILE * avi_ks(void);
//int avi_add(FILE*fp,char *data,int size);
//int avi_end(FILE *f_file);struct avi{struct riff{unsigned char id[4];unsigned int size;unsigned char type[4];}ri1;struct hdrl{unsigned char id[4]; //块ID，固定为LISTunsigned int size; //块大小，等于struct avi_hdrl_list去掉id和size的大小unsigned char type[4]; //块类型，固定为hdrlstruct avih{unsigned char id[4]; //块ID，固定为avihunsigned int size; //块大小，等于struct avi_avih_chunk去掉id和size的大小unsigned int us_per_frame; //视频帧间隔时间(以微秒为单位)unsigned int max_bytes_per_sec; //AVI文件的最大数据率unsigned int padding; //设为0即可unsigned int flags; //AVI文件全局属性，如是否含有索引块、音视频数据是否交叉存储等unsigned int total_frames; //总帧数unsigned int init_frames; //为交互格式指定初始帧数(非交互格式应该指定为0)unsigned int streams; //文件包含的流的个数，仅有视频流时为1unsigned int suggest_buff_size; //指定读取本文件建议使用的缓冲区大小，通常为存储一桢图像 //以及同步声音所需的数据之和，不指定时设为0unsigned int width; //视频主窗口宽度（单位：像素）unsigned int height; //视频主窗口高度（单位：像素）unsigned int reserved[4]; //保留段，设为0即可}ah1;struct strl{unsigned char id[4]; //块ID，固定为LISTunsigned int size; //块大小，等于struct avi_strl_list去掉id和size的大小unsigned char type[4]; //块类型，固定为strlstruct strh{unsigned char id[4]; //块ID，固定为strhunsigned int size; //块大小，等于struct avi_strh_chunk去掉id和size的大小unsigned char stream_type[4]; //流的类型，vids表示视频流，auds表示音频流unsigned char codec[4]; //指定处理这个流需要的解码器，如JPEGunsigned int flags; //标记，如是否允许这个流输出、调色板是否变化等，一般设为0即可unsigned short priority; //流的优先级，视频流设为0即可unsigned short language; //音频语言代号，视频流设为0即可unsigned int init_frames; //为交互格式指定初始帧数(非交互格式应该指定为0)unsigned int scale; //unsigned int rate; //对于视频流，rate / scale = 帧率fpsunsigned int start; //对于视频流，设为0即可unsigned int length; //对于视频流，length即总帧数unsigned int suggest_buff_size; //读取这个流数据建议使用的缓冲区大小unsigned int quality; //流数据的质量指标unsigned int sample_size; //音频采样大小，视频流设为0即可struct rcFrame{ //这个流在视频主窗口中的显示位置，设为{0,0，width,height}即可short left;short top;short right;short bottom;} AVI_RECT_FRAME; }sh1;struct strf{unsigned char id[4]; //块ID，固定为strfunsigned int size; //块大小，等于struct avi_strf_chunk去掉id和size的大小unsigned int size1; //size1含义和值同size一样unsigned int width; //视频主窗口宽度（单位：像素）unsigned int height; //视频主窗口高度（单位：像素）unsigned short planes; //始终为1unsigned short bitcount; //每个像素占的位数，只能是1、4、8、16、24和32中的一个unsigned char compression[4]; //视频流编码格式，如JPEG、MJPG等unsigned int image_size; //视频图像大小，等于width * height * bitcount / 8unsigned int x_pixels_per_meter; //显示设备的水平分辨率，设为0即可unsigned int y_pixels_per_meter; //显示设备的垂直分辨率，设为0即可unsigned int num_colors; //含义不清楚，设为0即可unsigned int imp_colors; //含义不清楚，设为0即可}sf1;}sl1;}hd1;struct movi{unsigned char id[4];unsigned int size;unsigned char type[4];}movi1;}HEAD;#endif主程序
#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 "Avi.h"
#include <sys/time.h>#define wid 1920 //摄像头图像宽度
#define hei 1080 //图像高度
#define bitlen 16 //图像采样宽度 如不正确，会影响帧率，必须设置正确，一般是8,16,24,32 之一，可试
#define perframe 50 //先预估一帧率，可设为摄像头最大帧率，实际使用时的帧率小于次值，主要用于程序设定数据缓冲区大小
#define jhframe 2000 //准备要录像的图片帧数，控制录像的时间长度#define HCQ 10 //v4l2 缓冲区个数#define vcodes {'M','J','P','G'}
//#define vcodes {'Y','U','Y','V'}static int nframes = 0; //总帧数
static int totalsize = 0; //总字节数FILE * avi_ks(void) {chdir("/home/wzpc/Videos/");FILE *fp = fopen("sample.avi", "w+b");fseek(fp, sizeof(HEAD), SEEK_SET);return fp;
}int avi_add(FILE*fp, char *data, int size) {unsigned char tmp[4] = {'0', '0', 'd', 'c'}; //00dc = 压缩的视频数据00db:未压缩fwrite(tmp, 4, 1, fp); //写入是否是压缩的视频数据信息fwrite(&size, 4, 1, fp); //写入4字节对齐后的JPEG图像大小fwrite(data, size, 1, fp); //写入真正的JPEG数据return 0;
}//----------------------------------------------------------------------------------
int avi_end(FILE *f_file) {int width = wid;int height = hei;typedef struct hdrl AVI_HDRL_LIST;typedef struct movi AVI_LIST_HEAD;typedef struct avih AVI_AVIH_CHUNK;typedef struct strl AVI_STRL_LIST;typedef struct strh AVI_STRH_CHUNK;typedef struct strf AVI_STRF_CHUNK;typedef struct avi AVI_HEAD;AVI_HEAD avi_head = {{{'R', 'I', 'F', 'F'},4 + sizeof(AVI_HDRL_LIST) + sizeof(AVI_LIST_HEAD) + nframes * 8 + totalsize,{'A', 'V', 'I', ' '}},{{'L', 'I', 'S', 'T'},sizeof(AVI_HDRL_LIST) - 8,{'h', 'd', 'r', 'l'},{{'a', 'v', 'i', 'h'},sizeof(AVI_AVIH_CHUNK) - 8,1000000 / perframe, width*height*bitlen*perframe / 8, 0, 0, nframes,0, 1, width*height*bitlen / 8, width, height,{0, 0, 0, 0}},{{'L', 'I', 'S', 'T'},sizeof(AVI_STRL_LIST) - 8,{'s', 't', 'r', 'l'},{{'s', 't', 'r', 'h'},sizeof(AVI_STRH_CHUNK) - 8,{'v', 'i', 'd', 's'},vcodes,// {'J','P','E','G'},// {'Y', 'U', 'Y', 'V'},0, 0, 0, 0,1, //4750perframe, //200000, nframes, width*height*bitlen*perframe / 8, 10000, 0,{0, 0, width, height}},{{'s', 't', 'r', 'f'},sizeof(AVI_STRF_CHUNK) - 8,sizeof(AVI_STRF_CHUNK) - 8,width, height, 1,bitlen,vcodes,// {'J', 'P', 'E', 'G'},// {'Y','U','Y','V'},width * height *bitlen / 8, 0, 0, 0, 0}}},{{'L', 'I', 'S', 'T'},4 + nframes * 8 + totalsize,{'m', 'o', 'v', 'i'}}};fseek(f_file, 0, SEEK_SET);fwrite(&avi_head, sizeof(HEAD), 1, f_file);return 0;
}int main(void) {int fd1=open("/home/wzpc/1.txt",O_RDWR); //进程mmap共享，用于控制录像的停止char *p=mmap(NULL,4,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd1,0);// memcpy(p,&bz,4); int fd = open("/dev/video0", O_RDWR);if (fd < 0) {perror("打开设备失败");return -1;}struct v4l2_format vfmt;vfmt.type = 1;vfmt.fmt.pix.width = wid;vfmt.fmt.pix.height = hei;vfmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_MJPEG;// vfmt.fmt.pix.pixelformat=V4L2_PIX_FMT_YUYV; //重要 MJPG YUYV422
// vfmt.fmt.pix.pixelformat=v4l2_fourcc('Y','U','Y','V');int ret = ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &vfmt);if (ret < 0) {perror("设置格式失败");}struct v4l2_requestbuffers reqbuffer;reqbuffer.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;reqbuffer.count = HCQ;reqbuffer.memory = V4L2_MEMORY_MMAP ;ret = ioctl(fd, VIDIOC_REQBUFS, &reqbuffer);if (ret < 0) {perror("申请队列空间失败");}//我理解以下部分struct v4l2_buffer mapbuffer; //相当于在为mapbuffer 设置读写规则，还没有开始数据传输，怎样从摄像头buf传输数据保存在多少个mmap中mapbuffer.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;unsigned char *mptr[HCQ];unsigned size[HCQ];for (int t = 0; t < HCQ; t++) {mapbuffer.index = t;ret = ioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, &mapbuffer);//读摄像头缓冲区数据，为映射mmap准备if(ret < 0){perror("查询内核空间队列失败");}mptr[t] = mmap(NULL, mapbuffer.length, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, mapbuffer.m.offset); //摄像头缓冲区映射到内存size[t] = mapbuffer.length;ret = ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &mapbuffer); //释放一个buf缓冲区空间，摄像头可以为此buf写入数据if (ret < 0) {perror("放回失败");}}
//--------------------------我的理解：以上都是设置---------------------------------------------
//============================================================================================ int type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;ret = ioctl(fd, VIDIOC_STREAMON, &type); //启动流，数据开始传输if (ret < 0) {perror("开启失败");}//---------------------------------------------------------------------------FILE *file = avi_ks();struct v4l2_buffer readbuffer;readbuffer.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; //安装mapbuffer设置的规矩来读，数据从mmap中提取struct timeval start, end;gettimeofday(&start, NULL ); //微秒记时开始int bz=1;while ((nframes < jhframe)&&(bz)) { //开另一进程控制录像停止puts("录像中.....");ret = ioctl(fd, VIDIOC_DQBUF, &readbuffer); //读当前队列缓冲区的数据 index循环+1,VIDIOC_DQBUF执行一次，index加1if (ret < 0) {perror("提取数据失败");}int i=readbuffer.index;// printf("%d\n",mapbuffer.index); //验证index的循环变化int len = readbuffer.length; //每一个mapbuff等于一帧字节,每一帧的字节数都是相同的// int len=wid*hei*bitlen/8;unsigned char tmp[4] = {'0', '0', 'd', 'c'}; //00dc = 压缩的视频数据fwrite(tmp, 4, 1, file);fwrite(&len, 4, 1, file);fwrite(mptr[i],len, 1, file); //写入真正的JPEG数据ret = ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &readbuffer); //把缓冲区数据放入读队列中if (ret < 0) {perror("放回失败");}nframes++;totalsize++;memcpy(&bz,p,4);}static float timeuse1 = 0;gettimeofday(&end, NULL ); //记时结束timeuse1 = 1000 * (1000000 * ( end.tv_sec - start.tv_sec ) + end.tv_usec - start.tv_usec);int timeuse = (int)(timeuse1 / 1000000); //转换为豪秒//---------------------------------------------------------ret = ioctl(fd, VIDIOC_STREAMOFF, &type);avi_end(file);int scale = timeuse;int rate = nframes * 1000; //重写实际帧率=rate/scale ,乘1000是timeuse 为毫秒，转换为秒printf("帧率:%d\n", rate / timeuse);fseek(file, 128, SEEK_SET); //128 为scale 在文件中的字节位数（偏移）fwrite(&scale, 4, 1, file);fwrite(&rate, 4, 1, file); //rate 为128+4 位fclose(file);for (int n = 0; n < HCQ; n++) {munmap(mptr, size[n]);}int kz1=1; //控制位复位1memcpy(p,&kz1,4);munmap(p,4);close(fd);puts("end");return 0;
}
3.停止录像进程
#include <sys/mman.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>int main(void){int fd=open("/home/wzpc/1.txt",O_RDWR);char *p=mmap(NULL,4,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);puts("start:t=0\n");int t=0; memcpy(p,&t,4);return 0;}
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