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Mike Mi
454
v1_camera_pipeline_ifdef.c
Normal file
454
v1_camera_pipeline_ifdef.c
Normal file
@@ -0,0 +1,454 @@
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||||
// camera_pipeline_ifdef_fixed.c
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#include <stdio.h>
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||||
#include <stdlib.h>
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||||
#include <string.h>
|
||||
#include <unistd.h>
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#include <fcntl.h>
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#include <sys/ioctl.h>
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#include <sys/mman.h>
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#include <sys/time.h>
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#include <linux/videodev2.h>
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#include <time.h>
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// FFmpeg头文件 - 使用纯C包含
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#include <libavcodec/avcodec.h>
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#include <libavformat/avformat.h>
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#include <libavutil/avutil.h>
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||||
#include <libavutil/imgutils.h>
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#include <libavutil/opt.h>
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#include <libswscale/swscale.h>
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// ==========================================
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// 1. 配置区域：在这里开启或关闭时间打印
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// ==========================================
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#define DEBUG_TIMING // 注释掉这一行，所有时间打印和计算都会消失
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// 定义打印宏
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#ifdef DEBUG_TIMING
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#define PRINT_TIME(fmt, ...) printf(fmt, ##__VA_ARGS__)
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||||
#else
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#define PRINT_TIME(fmt, ...) // 什么都不做，编译器会优化掉
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||||
#endif
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#define WIDTH 1280
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#define HEIGHT 720
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#define OUTPUT_WIDTH 640
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||||
#define OUTPUT_HEIGHT 360
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||||
#define NUM_BUFFERS 4
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||||
#define CLEAR(x) memset(&(x), 0, sizeof(x))
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||||
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typedef struct {
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void *start;
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size_t length;
|
||||
} Buffer;
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||||
double get_time_ms() {
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||||
struct timespec ts;
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||||
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
|
||||
return ts.tv_sec * 1000.0 + ts.tv_nsec / 1000000.0;
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||||
}
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||||
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||||
int open_v4l2_device(const char* device) {
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||||
int fd = open(device, O_RDWR | O_NONBLOCK);
|
||||
if (fd < 0) {
|
||||
perror("open device");
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
return fd;
|
||||
}
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||||
int init_v4l2_device(int fd) {
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||||
struct v4l2_format fmt = {0};
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||||
fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
|
||||
fmt.fmt.pix.width = WIDTH;
|
||||
fmt.fmt.pix.height = HEIGHT;
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||||
fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_MJPEG;
|
||||
fmt.fmt.pix.field = V4L2_FIELD_NONE;
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||||
|
||||
if (ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt) < 0) {
|
||||
perror("VIDIOC_S_FMT");
|
||||
return -1;
|
||||
}
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||||
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||||
PRINT_TIME("Set format: %dx%d MJPEG\n", WIDTH, HEIGHT);
|
||||
return 0;
|
||||
}
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||||
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||||
int init_mmap(int fd, Buffer** buffers, int* num_buffers) {
|
||||
struct v4l2_requestbuffers req = {0};
|
||||
req.count = NUM_BUFFERS;
|
||||
req.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
|
||||
req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
|
||||
|
||||
if (ioctl(fd, VIDIOC_REQBUFS, &req) < 0) {
|
||||
perror("VIDIOC_REQBUFS");
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
*num_buffers = req.count;
|
||||
*buffers = (Buffer*)calloc(req.count, sizeof(Buffer));
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < req.count; i++) {
|
||||
struct v4l2_buffer buf = {0};
|
||||
buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
|
||||
buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
|
||||
buf.index = i;
|
||||
|
||||
if (ioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf) < 0) {
|
||||
perror("VIDIOC_QUERYBUF");
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
(*buffers)[i].length = buf.length;
|
||||
(*buffers)[i].start = mmap(NULL, buf.length,
|
||||
PROT_READ | PROT_WRITE,
|
||||
MAP_SHARED, fd, buf.m.offset);
|
||||
|
||||
if ((*buffers)[i].start == MAP_FAILED) {
|
||||
perror("mmap");
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
AVCodecContext* create_mjpeg_decoder() {
|
||||
const AVCodec* decoder = avcodec_find_decoder(AV_CODEC_ID_MJPEG);
|
||||
if (!decoder) {
|
||||
fprintf(stderr, "MJPEG decoder not found\n");
|
||||
return NULL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
AVCodecContext* ctx = avcodec_alloc_context3(decoder);
|
||||
ctx->width = WIDTH;
|
||||
ctx->height = HEIGHT;
|
||||
ctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUVJ420P; // 使用YUVJ420P
|
||||
ctx->color_range = AVCOL_RANGE_JPEG; // JPEG范围
|
||||
ctx->thread_count = 1;
|
||||
|
||||
AVDictionary* opts = NULL;
|
||||
av_dict_set(&opts, "flags2", "+fast", 0);
|
||||
|
||||
if (avcodec_open2(ctx, decoder, &opts) < 0) {
|
||||
avcodec_free_context(&ctx);
|
||||
av_dict_free(&opts);
|
||||
return NULL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
av_dict_free(&opts);
|
||||
printf("Decoder created with format: YUVJ420P\n");
|
||||
return ctx;
|
||||
}
|
||||
|
||||
AVCodecContext* create_mjpeg_encoder() {
|
||||
const AVCodec* encoder = avcodec_find_encoder(AV_CODEC_ID_MJPEG);
|
||||
if (!encoder) {
|
||||
fprintf(stderr, "MJPEG encoder not found\n");
|
||||
return NULL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
AVCodecContext* ctx = avcodec_alloc_context3(encoder);
|
||||
ctx->width = OUTPUT_WIDTH;
|
||||
ctx->height = OUTPUT_HEIGHT;
|
||||
ctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUVJ420P; // 使用YUVJ420P
|
||||
ctx->time_base = (AVRational){1, 30};
|
||||
ctx->qmin = 8; // 量化参数控制，8大小为10-15kb,2 大小为20-35KB
|
||||
ctx->qmax = 31;
|
||||
ctx->flags |= AV_CODEC_FLAG_QSCALE;
|
||||
ctx->global_quality = FF_QP2LAMBDA * 5;
|
||||
|
||||
AVDictionary* opts = NULL;
|
||||
av_dict_set(&opts, "huffman", "default", 0);
|
||||
|
||||
if (avcodec_open2(ctx, encoder, &opts) < 0) {
|
||||
avcodec_free_context(&ctx);
|
||||
av_dict_free(&opts);
|
||||
return NULL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
av_dict_free(&opts);
|
||||
printf("Encoder created with format: YUVJ420P\n");
|
||||
return ctx;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int decode_mjpeg_frame(AVCodecContext* decoder, const uint8_t* data, int size, AVFrame** frame) {
|
||||
AVPacket* pkt = av_packet_alloc();
|
||||
pkt->data = (uint8_t*)data;
|
||||
pkt->size = size;
|
||||
|
||||
int ret = avcodec_send_packet(decoder, pkt);
|
||||
if (ret < 0) {
|
||||
av_packet_free(&pkt);
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
*frame = av_frame_alloc();
|
||||
ret = avcodec_receive_frame(decoder, *frame);
|
||||
|
||||
av_packet_free(&pkt);
|
||||
return ret;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int scale_frame(AVFrame* src, AVFrame** dst) {
|
||||
// 简单缩放，不设置复杂的色彩空间参数
|
||||
struct SwsContext* sws_ctx = sws_getContext(
|
||||
src->width, src->height, src->format,
|
||||
OUTPUT_WIDTH, OUTPUT_HEIGHT, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
|
||||
SWS_BILINEAR, NULL, NULL, NULL);
|
||||
|
||||
if (!sws_ctx) {
|
||||
fprintf(stderr, "Failed to create sws context\n");
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
*dst = av_frame_alloc();
|
||||
if (!*dst) {
|
||||
sws_freeContext(sws_ctx);
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
(*dst)->width = OUTPUT_WIDTH;
|
||||
(*dst)->height = OUTPUT_HEIGHT;
|
||||
(*dst)->format = AV_PIX_FMT_YUVJ420P;
|
||||
|
||||
if (av_frame_get_buffer(*dst, 0) < 0) {
|
||||
fprintf(stderr, "Failed to allocate frame buffer\n");
|
||||
av_frame_free(dst);
|
||||
sws_freeContext(sws_ctx);
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int ret = sws_scale(sws_ctx, (const uint8_t* const*)src->data, src->linesize,
|
||||
0, src->height, (*dst)->data, (*dst)->linesize);
|
||||
|
||||
sws_freeContext(sws_ctx);
|
||||
|
||||
if (ret < 0) {
|
||||
fprintf(stderr, "sws_scale failed\n");
|
||||
av_frame_free(dst);
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int encode_frame(AVCodecContext* encoder, AVFrame* frame, AVPacket** pkt) {
|
||||
*pkt = av_packet_alloc();
|
||||
int ret = avcodec_send_frame(encoder, frame);
|
||||
if (ret < 0) return -1;
|
||||
|
||||
ret = avcodec_receive_packet(encoder, *pkt);
|
||||
return ret;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int main() {
|
||||
PRINT_TIME("=== V4L2 Direct Capture + FFmpeg Processing ===\n");
|
||||
|
||||
// 1. Open V4L2 device
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||||
int fd = open_v4l2_device("/dev/video0");
|
||||
if (fd < 0) {
|
||||
fprintf(stderr, "Failed to open camera device\n");
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 2. Initialize V4L2
|
||||
if (init_v4l2_device(fd) < 0) {
|
||||
close(fd);
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 3. Setup MMAP buffers
|
||||
Buffer* buffers = NULL;
|
||||
int num_buffers = 0;
|
||||
if (init_mmap(fd, &buffers, &num_buffers) < 0) {
|
||||
close(fd);
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 4. Create FFmpeg codecs
|
||||
AVCodecContext* decoder = create_mjpeg_decoder();
|
||||
AVCodecContext* encoder = create_mjpeg_encoder();
|
||||
if (!decoder || !encoder) {
|
||||
fprintf(stderr, "Failed to create codecs\n");
|
||||
close(fd);
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 5. Queue buffers
|
||||
for (int i = 0; i < num_buffers; i++) {
|
||||
struct v4l2_buffer buf = {0};
|
||||
buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
|
||||
buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
|
||||
buf.index = i;
|
||||
|
||||
if (ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf) < 0) {
|
||||
perror("VIDIOC_QBUF");
|
||||
close(fd);
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 6. Start streaming
|
||||
enum v4l2_buf_type type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
|
||||
if (ioctl(fd, VIDIOC_STREAMON, &type) < 0) {
|
||||
perror("VIDIOC_STREAMON");
|
||||
close(fd);
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 7. Benchmark
|
||||
// 使用宏控制打印表头
|
||||
PRINT_TIME("\nRunning benchmark (100 frames)...\n");
|
||||
PRINT_TIME("Frame | Capture | Decode | Scale | Encode | Total | Size | Marker\n");
|
||||
PRINT_TIME("------|---------|--------|-------|--------|-------|------|--------\n");
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < 100; i++) {
|
||||
// 只有在开启 DEBUG_TIMING 时才声明这些时间变量
|
||||
#ifdef DEBUG_TIMING
|
||||
double total_start = get_time_ms();
|
||||
double capture_start, capture_end;
|
||||
double decode_start, decode_end;
|
||||
double scale_start, scale_end;
|
||||
double encode_start, encode_end;
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
// Wait for frame
|
||||
fd_set fds;
|
||||
FD_ZERO(&fds);
|
||||
FD_SET(fd, &fds);
|
||||
|
||||
struct timeval tv = {2, 0};
|
||||
int r = select(fd + 1, &fds, NULL, NULL, &tv);
|
||||
if (r <= 0) {
|
||||
PRINT_TIME("Timeout waiting for frame\n");
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
#ifdef DEBUG_TIMING
|
||||
capture_start = get_time_ms();
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
// Dequeue buffer
|
||||
struct v4l2_buffer buf = {0};
|
||||
buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
|
||||
buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
|
||||
|
||||
if (ioctl(fd, VIDIOC_DQBUF, &buf) < 0) {
|
||||
perror("VIDIOC_DQBUF");
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
#ifdef DEBUG_TIMING
|
||||
capture_end = get_time_ms();
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
// Decode
|
||||
#ifdef DEBUG_TIMING
|
||||
decode_start = get_time_ms();
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
AVFrame* decoded_frame = NULL;
|
||||
int ret = decode_mjpeg_frame(decoder,
|
||||
(uint8_t*)buffers[buf.index].start, buf.bytesused, &decoded_frame);
|
||||
|
||||
#ifdef DEBUG_TIMING
|
||||
decode_end = get_time_ms();
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
if (ret < 0 || !decoded_frame) {
|
||||
PRINT_TIME("Frame %d: Decode failed\n", i + 1);
|
||||
ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Scale
|
||||
#ifdef DEBUG_TIMING
|
||||
scale_start = get_time_ms();
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
AVFrame* scaled_frame = NULL;
|
||||
if (scale_frame(decoded_frame, &scaled_frame) < 0) {
|
||||
PRINT_TIME("Frame %d: Scale failed\n", i + 1);
|
||||
av_frame_free(&decoded_frame);
|
||||
ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
#ifdef DEBUG_TIMING
|
||||
scale_end = get_time_ms();
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
// Encode
|
||||
#ifdef DEBUG_TIMING
|
||||
encode_start = get_time_ms();
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
AVPacket* encoded_pkt = NULL;
|
||||
if (encode_frame(encoder, scaled_frame, &encoded_pkt) < 0) {
|
||||
PRINT_TIME("Frame %d: Encode failed\n", i + 1);
|
||||
}
|
||||
#ifdef DEBUG_TIMING
|
||||
if (encoded_pkt && i%50 == 0) {
|
||||
char filename[100];
|
||||
sprintf(filename, "frame_%04d.jpg", i+1);
|
||||
|
||||
FILE* f = fopen(filename, "wb");
|
||||
if (f) {
|
||||
fwrite(encoded_pkt->data, 1, encoded_pkt->size, f);
|
||||
fclose(f);
|
||||
PRINT_TIME("Saved as %s\n", filename);
|
||||
} }
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#ifdef DEBUG_TIMING
|
||||
encode_end = get_time_ms();
|
||||
double total_end = get_time_ms();
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
// 打印结果
|
||||
#ifdef DEBUG_TIMING
|
||||
PRINT_TIME("%5d | %7.1f | %6.1f | %5.1f | %6.1f | %5.1f | %4d KB | 0x%02x\n",
|
||||
i + 1,
|
||||
capture_end - capture_start,
|
||||
decode_end - decode_start,
|
||||
scale_end - scale_start,
|
||||
encode_end - encode_start,
|
||||
total_end - total_start,
|
||||
encoded_pkt ? encoded_pkt->size / 1024 : 0,
|
||||
encoded_pkt && encoded_pkt->size > 1 ? encoded_pkt->data[1] : 0
|
||||
);
|
||||
#else
|
||||
// 如果不开启宏，也打印一些基本信息
|
||||
printf("Frame %d processed\n", i + 1);
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
// Cleanup
|
||||
av_frame_free(&decoded_frame);
|
||||
av_frame_free(&scaled_frame);
|
||||
if (encoded_pkt) av_packet_free(&encoded_pkt);
|
||||
|
||||
// Requeue buffer
|
||||
if (ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf) < 0) {
|
||||
perror("VIDIOC_QBUF");
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 8. Stop streaming
|
||||
ioctl(fd, VIDIOC_STREAMOFF, &type);
|
||||
|
||||
// 9. Cleanup
|
||||
for (int i = 0; i < num_buffers; i++) {
|
||||
if (buffers[i].start != MAP_FAILED) {
|
||||
munmap(buffers[i].start, buffers[i].length);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
free(buffers);
|
||||
avcodec_free_context(&encoder);
|
||||
avcodec_free_context(&decoder);
|
||||
close(fd);
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
//gcc -o v1_camera_pipeline_ifdef v1_camera_pipeline_ifdef.c $(pkg-config --cflags --libs libavformat libavcodec libavutil libswscale)
|
||||
Reference in New Issue
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