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Linux上位机开发实战（camera视频读取）

news 来源：原创 2025/5/10 15:05:45

关于linux camera，一般都是认为是mipi camera，或者是usb camera。当然不管是哪一种，底层的逻辑都是v4l2，这一点大家都一样。只不过如果使用mipi camera，不仅要适配i2c驱动、mipi驱动、isp驱动，而且相关的协议手册、驱动代码，soc芯片厂家也未必提供的，这一点就比较麻烦。相比较而言，usb camera容易很多，sensor侧的i2c、mipi已经不用自己处理，isp也是usb camera内部的mcu处理好了，所以剩下来的工作，就是usb uvc协议处理。这是一个标准协议。用起来比较方便，也不需要安装额外的驱动，一般linux kernel都包含在内了。

在linux上面要获取图像有两种软件接口，一种就是借助于opencv来处理；另外一种就是自己编写对应的v4l2接口。

1、opencv接口

opencv是我们能够想到的，最简单、最直接的方法。不管是windows平台，还是linux平台，都可以通过opencv来获取图像。获取视频的流程基本就是三步。第一步，创建cv::VideoCapture对象。这个对象的输入参数可以是阿拉伯数字，也可以是具体的文件名。如果是后一种情况，那么就变成从视频读取数据了。

第二步，确认设备是否打开。这一步就是调用一下isOpened()函数即可。第三步，就是直接从cv::VideoCapture导出图像给cv::Mat，导出的方法使用的运算符>>，非常形象。

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>

//#pragma comment(lib, "D:/software/opencv/build/x64/vc16/lib/opencv_world480d.lib")

int main() 
{
    cv::VideoCapture cap(0);

    if (!cap.isOpened()) 
    {
        return -1;
    }

    cv::Mat frame; 
    while (true) 
    {
        cap >> frame;
        if (frame.empty()) 
        {
            break;
        }

        cv::imshow("video", frame);
        if (cv::waitKey(30) == 27) 
        {
            break;
        }
    }

    cap.release();
    cv::destroyAllWindows();

    return 0;
}

2、v4l2接口

v4l2接口是另外一种用的比较多的方式。和opencv相比较，v4l2肯定处理流程上更加复杂一点，但是好处就是我们可以通过v4l2对摄像头做更加精准的控制。一种比较通用的情况就是，我们在实际使用的时候，都会关闭自动曝光，然后通过外部补充光源的形式，实现对光源的精确控制，从而可以保证可以稳定输出高质量的图片。

另外，对于一些自定义的v4l2接口，也是没有办法通过opencv来实现的。所以，对于很多稍微有点规模的图像处理公司来说，它们习惯于自己编写统一的图像接口，兼容windows的directshow和linux的v4l2，这样就不会受到两个平台的约束，类似于这样的api接口，

#ifndef _CAMERA_API_H
#define _CAMERA_API_H

#ifdef EXPORTS
#define DLLAPI __declspec(dllexport)
#else
#define DLLAPI __declspec(dllimport)
#endif

extern "C" 
{
DLLAPI int  CameraNumber();
DLLAPI int  EnumCameraIndex(char* vid, char* pid, unsigned char CamIndex[32]);
DLLAPI void*  CameraOpen(int index, int nWidth = 0, int nHeight = 0, const char* data_type = "");
DLLAPI int  CameraClose(void* pCamDev);
DLLAPI int  CameraWidth(void* pCamDev);
DLLAPI int  CameraHeight(void* pCamDev);
DLLAPI char* CameraDataType(void* pCamDev);
DLLAPI char* CameraName(void* pCamDev);
DLLAPI int  CameraQuery(void* pCamDev, unsigned char* szImageBuf);
}

#endif