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ndk实例总结补充：使用libuvc采集usb图像分析

ndk实例总结补充：使⽤libuvc采集usb图像分析

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ndk实例总结：基于libuvc的双usbCamera处理

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前⾔

本⽂是对ndk实例总结：基于libuvc的双usbCamera处理中jni部分的补充，主要分析下使⽤libuvc采集usb图像的流程

libuvc介绍

libuvc是⽤于USB视频设备的跨平台库，⽀持USB Video Class（UVC）设备（例如⽤户⽹络摄像头）的枚举，控制和流传输

有以下特性：

UVC设备发现和管理API

具有异步/回调和同步/轮询模式的视频流（从设备到主机）

对标准设备设置的读/写访问

各种格式之间的转换：RGB，YUV，JPEG等

代码实现分析加工pcb板

这⾥分析下ndk实例总结：基于libuvc的双usbCamera处理中的jni代码，主要是摄像头的打开关闭，预

览与拍照，以及更改摄像头参数等

初始化摄像头

⾸先是初始化摄像头

int connect(int index, int vid, int pid, int fd, int busNum, int devAddr, std::string c_usbfs) {

uvc_error_t res = uvc_init2(&ctx[index], NULL, c_usbfs.c_str());

if (res < 0) {

LOGE("connect uvc_init2 error, res %d, index %d", res, index);

return JNI_ERR;

}

LOGI("connect UVC initialized, index %d", index);

res = uvc_get_device_with_fd(ctx[index], &dev[index], vid, pid, NULL, fd, busNum, devAddr);

if (res < 0) {

LOGE("connect uvc_get_device_with_fd error, res %d , index %d", res, index);

// close(fd);

return JNI_ERR;

} else {

LOGI("connect Device found, index %d", index);

res = uvc_open(dev[index], &devh[index]);

if (res < 0) {

LOGE("connect uvc_open error, res %d, index %d", res, index);

uvc_unref_device(dev[index]);

dev[index] = nullptr;

devh[index] = nullptr;

// close(fd);

::fd[index] = 0;

return JNI_ERR;

} else {

LOGI("connect Device opened, index %d", index);

}

手机背光源

if (res == 0) {

::fd[index] = fd;

is_connect[index] = true;

}

res = start_stream(index);

LOGI("connect, res %d, index %d", res, index);

return res;

}

初始化摄像头主要关注三个核⼼⽅法：uvc_init2、uvc_get_device_with_fd、uvc_open

uvc_init2是UVCCamera中特有的函数，在libuvc本⾝的uvc_init基础上加上了usbfs参数来实现uvc context的初始化

uvc_get_device_with_fd也是UVCCamera特有的函数，作⽤是获取通过vid、pid、fd、busNum、devAddr这些信息来标识的摄像头uvc_open就是打开摄像头

打开视频流

打开摄像头成功后，就需要设置视频流参数和打开视频流了

uvc_error_t start_stream(int index) {

uvc_error_t res = uvc_get_stream_ctrl_format_size_fps(

devh[index], &ctrl[index], UVC_FRAME_FORMAT_MJPEG, IMG_WIDTH, IMG_HEIGHT, 1, 30);

LOGI("start_stream, stream_mode %d, index %d", stream_mode, index);

if (res < 0) {

LOGE("start_stream uvc_get_stream_ctrl_format_size_fps error, res %d, index %d", res,

index);

return res;

}

if (stream_mode) {

res = uvc_stream_open_ctrl(devh[index], &strmhp[index], &ctrl[index]);

LOGI("start_stream uvc_stream_open_ctrl, res %d, index %d", res, index);

res = uvc_stream_start_bandwidth(strmhp[index], NULL, NULL, 0.49, 0);

LOGI("start_stream uvc_stream_start_bandwidth, res %d, index %d", res, index);

uvc_frame_t *frame;

res = uvc_stream_get_frame(strmhp[index], &frame, 50 * 1000);

LOGI("start_stream uvc_stream_get_frame, res %d, frame %p, index %d", res, frame, index);

} else {

res = uvc_start_streaming_bandwidth(

devh[index], &ctrl[index], uvc_preview_frame_callback, (int *) index, 0.49, 0);

LOGI("start_stream uvc_start_streaming_bandwidth, res %d, index %d", res, index);

}

if (res == 0) {

is_start_stream[index] = true;

} else {

LOGE("start_stream error, res %d, index %d", res, index);

}

return res;

}

uvc_get_stream_ctrl_format_size_fps也是UVCCamera特有的函数，作⽤是与摄像头协商视频流的图像帧的格式、宽⾼，与libuvc本⾝的uvc_get_stream_ctrl_format_size函数相⽐多了最⼩和最⼤帧率参数

libuvc本⾝⽀持两种获取视频流的⽅式，⼀种是异步回调⽅式，另⼀种是主动轮询⽅式

主动轮询⽅式需要先调⽤uvc_stream_open_ctrl函数后再调⽤uvc_stream_start_bandwidth函数，uvc

_stream_start_bandwidth不需要传⼊callback函数和⽤户指针，使⽤uvc_stream_get_frame函数来获取⼀帧图像

异步回调⽅式需要调⽤uvc_start_streaming_bandwidth函数，在第三个参数中传⼊callback函数和⽤户指针（区分多个摄像头）

void uvc_preview_frame_callback(uvc_frame_t *frame, void *ptr) {

int index = (int) ptr;

_mutex[index].lock();

if (data_list[index].size() >= 2) {

uvc_frame_t *front = data_list[index].front();

uvc_free_frame(front);

data_list[index].pop_front();

}

uvc_frame_t *copy = uvc_allocate_frame(frame->data_bytes);

uvc_duplicate_frame(frame, copy);

data_list[index].push_back(copy);

_mutex[index].unlock();

}

这样摄像头的每帧图像就会通过这个回调来提供，在这个回调中将图像复制⼀帧后放⼊缓冲队列⾥，作为缓冲帧

获取视频帧

打开视频流后就能获取视频帧了，同样也是异步与同步两种⽅式

int get_frame(uvc_frame_t *rgb565, int index) {

if (stream_mode) {

uvc_frame_t *frame;

uvc_error_t res;

_mutex[index].lock();

res = uvc_stream_get_frame(strmhp[index], &frame, 50 * 1000);

if (res || !frame) {

_mutex[index].unlock();

uvc_perror(res, "get_frame uvc_stream_get_frame error");

LOGE("get_frame uvc_stream_get_frame error, res %d, frame %p, index %d", res, frame,

index);

return -1;

}

uvc_frame_t *copy = uvc_allocate_frame(frame->data_bytes);

uvc_duplicate_frame(frame, copy);巴特沃斯滤波器

_mutex[index].unlock();

res = uvc_mjpeg2rgb565(copy, rgb565);

if (res) {

uvc_perror(res, "get_frame uvc_mjpeg2rgb565 error");

LOGE("get_frame uvc_mjpeg2rgb565 error, res %d, index %d", res, index);

uvc_free_frame(copy);

return -1;

}

uvc_free_frame(copy);

} else {

_mutex[index].lock();

if (data_list[index].empty()) {

_mutex[index].unlock();

return -1;

服务器硬件检测

}

uvc_frame_t *front = data_list[index].front();

data_list[index].pop_front();

_mutex[index].unlock();

uvc_error_t res;

res = uvc_mjpeg2rgb565(front, rgb565);

if (res) {

uvc_perror(res, "get_frame uvc_mjpeg2rgb565 error");

LOGE("get_frame uvc_mjpeg2rgb565 error, res %d, index %d", res, index);

uvc_free_frame(front);

return -1;

}

uvc_free_frame(front);

}

return 0;

}

同步⽅式通过uvc_stream_get_frame函数获取⼀帧图像，然后复制帧，转成rgb565格式（Android 预览使⽤）异步⽅式直接从缓冲队列⾥取出第⼀帧，直接转成rgb565格式

拍照

拍照的流程和获取视频帧类似，区别只是不转成rgb565格式，⽽是直接将视频帧保存成jpg⽂件存在本地

bool take_photo(int index, std::string path) {

if (!is_start_stream[index]) {

LOGE("take photo error, not start_stream, index %d", index);

return false;

}

uvc_frame_t *copy;

_mutex[index].lock();

if (stream_mode) {

uvc_frame_t *frame;

uvc_frame_t *frame_test;

uvc_error_t res = uvc_stream_get_frame(strmhp[index], &frame, 50 * 1000);

数据监控

uvc_error_t res_test = uvc_stream_get_frame(strmhp[index], &frame_test, 50 * 1000);

if (res || res_test || !frame || !frame_test) {

_mutex[index].unlock();

uvc_perror(res, "take_photo uvc_stream_get_frame error");

LOGE("take_photo uvc_stream_get_frame error, res %d, frame %p, frame_test %p, index %d",

res, frame, frame_test, index);

return false;

}

copy = uvc_allocate_frame(frame->data_bytes);

uvc_duplicate_frame(frame, copy);

} else {

if (data_list[index].empty()) {

_mutex[index].unlock();

LOGE("take_photo error, data_list empty, index %d", index);

return false;

}

uvc_frame_t *frame = data_list[index].back();

copy = uvc_allocate_frame(frame->data_bytes);

uvc_duplicate_frame(frame, copy);

}

_mutex[index].unlock();

unsigned char *buf = (unsigned char *) copy->data;

store_MJPG_image(path.c_str(), buf, copy->data_bytes);

uvc_free_frame(copy);

return true;

设置摄像头参数

设置摄像头参数使⽤的都是libuvc⾃⼰的api，这⾥实现了曝光⽅式、曝光时间、增益和亮度，其他参数可以⾃⾏参考⽂档libuvc

本文发布于:2024-09-23 13:17:22，感谢您对本站的认可！

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