3. 設置窗口的高度和寬度

　　編碼器輸入的是 CIF 格式的YUV420 碼流，故將采集窗口的高度設置為 288，寬度為352。

　　4. 獲取視頻幀

　　使用mmap()(內存映射) 方式截取視頻，mmap()系統(tǒng)調用使得進程之間通過映射同一個普通文件實現(xiàn)共享內存。[5]

　　主要部分介紹如下：

　　a. 初始化及設置

　　使用ioctl(camera_fd，VIDIOCGMBUF，&camera_mbuf) 函數初始video_mbuf，獲得攝像頭存儲緩沖區(qū)的幀信息，之后修改 video_mmap和幀狀態(tài)的設置。

　　b. 實現(xiàn)攝像頭設備文件到內存區(qū)的映射

　　調用buf=void *mmap(void *addr，size_t len，int prot，int flags，int fd，off_t offset) 函數，將設備文件的內容映射到內存區(qū)。

　　c. 數據采集

　　調用ioctl(fd，VIDIOCMCAPTURE，&camera_buf)截取圖像，失敗將返回-1 ，若函數成功調用，便開始一幀圖像數據的截取，并將當前幀號按緩沖區(qū)總幀數的模加上1，為下一幀截取作準備。然后調用 ioctl(fd，VIDIOCSYNC，&frame) 函數，成功返回則表示圖像截取已完成，可以開始作下一幀圖像的采集。圖像捕捉函數 v41_frame_grab()是mmap內存映射方式捕捉視頻數據的具體實現(xiàn)，每次采集一幀YUV420P格式的原始圖像數據。在使用雙緩沖區(qū)輪換采集時，對于每個緩沖區(qū)進行連續(xù)幀采集，通過外加循環(huán)控制對攝像頭幀緩沖區(qū)采集的次數來實現(xiàn)，以達到提高效率的目的[6]。

　　在此基礎上也可實現(xiàn)連續(xù)幀的采集，Video4Linux最多支持一次采集32幀，首先需要設置采集的幀數 camera_buf.frame，并將data+camera_mbuf.offsets[frame] 定義每一幀數據在內存中的起始位置，利用 ioctl(fd，VIDIOCGMBUF，&camera_mbuf) 便可獲得camera_mbuf 的信息。除此之外還要設置數據緩沖區(qū)的大小，然后利用 ioctl VIDIOCMCAPTURE 操作進行數據的連續(xù)采集，直到緩沖區(qū)中的剩余空間無法保存一個完整的數據幀。當緩沖區(qū)中沒有可利用的空間時，系統(tǒng)調用 ioctl VIDIOCSYNC 來檢查視頻采集過程是否完成。若完成時，應用程序為數據幀分配地址，使緩沖區(qū)的數據幀可被安全用于其他進程。

　　4. 關閉視頻設備

　　在采集完成后，需要關閉設備，并收回系統(tǒng)資源。如果是采用內存映射方法進行視頻采集，在系統(tǒng)任務完成后必須用munmap 函數關閉映射內存，close函數可關閉視頻設備文件。

　　5 視頻采集系統(tǒng)的多線程設計

　　在采集和處理模塊的設計中創(chuàng)建圖像采集和圖像處理兩個線程，并開辟兩個緩沖區(qū)輪換采集圖像幀，以便解決視頻采集模塊與編碼模塊的同步。在采集程序寫滿緩沖區(qū)1 后，改變線程等待條件，釋放被阻塞的圖像處理線程對該緩沖區(qū)數據進行編碼輸出。同時采集線程轉到緩沖區(qū)2，若此時圖像處理線程已完成對緩沖區(qū) 2 的處理，則將采集獲得的幀圖像覆蓋，保存至緩沖區(qū) 2，否則阻塞。兩個緩沖輪流使用，不丟棄任何幀，并且圖像采集與處理同步進行，提高了效率。

　　6 結論

　　本文給出了遠程監(jiān)控系統(tǒng)中視頻采集技術的分析和研究并得到實驗結果。S3C2440 處理器USB Host控制器兼容USB1.1標準，支持低速 1.5Mbps 和全速12Mbps USB 設備。實驗表明，視頻采集程序對 CIFQVGA 格式的圖像采集效率最高，采集速率分別達到 9fps ，12fps以上，接近全速模式下的極限速率。對 QCIF格式的圖像采集效率較低，距離 USB1.1全速傳輸的理論值相差較遠，這既與攝像頭的硬件特性有關(包括圖像傳感器的特性以及 DSP 橋接芯片對圖像格式的處理) ，也與驅動程序的實現(xiàn)有關。不過單從采集幀速率上看，9fps 的CIF 采集速度和24fps的QCIF采集速度己經可以滿足一般嵌入式實時應用的要求。