1 系统平台的硬件结构

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Samsung公司的处理器S3C2410。该处理器内部集成了ARM公司ARM920T处理器核的32位微控制器，资源丰富，带独立的16KB的指令Cache和16KB数据Cache，LCD控制器、RAM控制器，NAND闪存控制器，3路UART、4路DMA、4路带PWM的Timer、并行I/O口、8路10位ADC、Touch Screen接口，I2C接口，I2S接口、2个USB接口控制器、2路SPI，主频最高可达203MHz。在处理器丰富资源的基础上，还进行了相关的配置和扩展，平台配置了16MB 16位的FLASH和64MB 32位的SDRAM，通过以太网控制器芯片AX88796扩展了一个网口，另外引出了一个HOST USB接口。在USB接口上外接一个带USB口的摄像头。另外，还配有分辨率为320×240，256色的LCD。

 

2 嵌入式Linux简介

Linux操作系统具有相当多的优点，他的内核稳定、功能强大、支持多种硬件平台、源代码完全开放，可裁减和低成本的特性非常适合于嵌入式应用，并且Linux本身直接提供完整的TCP/IP协议，可非常方便地进行网络应用。但Linux内核本身不具备强实时性，且内核体积较大，而且嵌入式系统的硬件资源有限，因此把Linux用于嵌入式系统，必须对Linux进行实时化和嵌入式化，即通过配置内核，裁减shell和嵌入式C库对系统定制，使整个系统能够存放到容量较小的FLASH中，Linux的动态模块加载，使Linux的裁减极为方便，高度模块化的部件使添加非常容易。

整个系统软件是在嵌入式Linux的基础上构建的。S3C2410平台使用的Linux内核是在Linux－2.4.18内核打上patch－2.4.18－S3C2410这个补丁后编译而成。S3C2410平台使用的文件系统是yaffs，文件系统包括应用程序、模块、配置文件和库等，图像的采集和显示是建立在嵌入式Linux内核之上的，整个软件系统如图2所示。

 

3 基于Video4Linux的图像采集

Video4Linux是Linux中关于视频设备的内核驱动，他为针对视频设备的应用程序编程提供一系列接口函数，在Linux下，视频采集设备的正常使用依赖于对Video4 Linux标准的支持。如果使用Video4Linux，在编译内核时，一定要选中Multimedia Devices下的Video for Linux选项，本文针对的设备文件是 / dev / video，使用的器件是基于OV511的USB摄像头。在运行程序前，一定要先加载USB及OV511设备驱动模块，同时加载Video4Linux模块，分别使用命令：modprobe usbcore，modprobe usbohci，modprobe videodev和modprobe ov511，以确保生成设备文件/dev/video，若使用的Linux操作系统不支持modprobe命令，也可使用insmod命令。一般来讲，基于Video4Linux的图像采集的程序流程如图3所示。

 

以下简单介绍程序的编写，在这里只给出关键部分的实现代码。

首先，必须声明包含2个头文件：

 

在获取图像信息后，还可根据需要改变这些信息，例如对比度、亮度、调色板等，具体做法是先给video_picture中相应变量赋新值，再利用VIDIOCSPICT ioct1函数。

第2部分，使用mmap方式的单帧图象采集：

 

然后调用ioct1（grab_fd，VIDIOCSYNC，＆frame）函数，该函数成功返回则表示采集完毕，采集到的图像数据放到以data为起始地址，长度为240×320×3的内存区域中，读取该内存中的数据便可得到图像数据。

在此基础上同样可实现连续帧的采集，即一次采集连续多帧图像的数据，Video4Linux最多支持一次采集32帧，此时首先要设置grab_buf.frame为要采集的帧数，而每一帧的数据在内存中的位置为data＋grab_vm.offsets[frame]，其中grab_vm为video_mbuf结构体变量的一个声明，利用ioct1（fd，VIDIOCGMBUF，＆grab_vm）便可获得grab_vm的信息。

4 基于FrameBuffer的图象显示

当Video4Linux使用mmap方式采集图像时，他总是尽最大努力把图像直接显示在屏幕上，但并不一定能够完成，因此一个完整的设备应该具有图像显示的功能，一般来讲，嵌入式Linux下显示一幅图像总共有以下几种方法：