英創(chuàng)信息技術(shù)Linux主板多通道視頻采集方案簡介

英創(chuàng)公司推出的ESM7100主板搭載了I.MX7DL處理器，這款處理器是雙核Cortex-A7架構(gòu)，并且主頻達(dá)到1GHz，不僅有著強(qiáng)勁的處理性能，還繼承了Cortext-A7的低功耗特性，非常適用于工業(yè)應(yīng)用。進(jìn)一步，ESM7100的還配置高速PCIe接口，使其可滿足工業(yè)視頻監(jiān)控對高速數(shù)據(jù)采集的需求。本文主要介紹基于英創(chuàng)公司ESM7100的多通道視頻采集應(yīng)用方案。

ETA6869模塊是英創(chuàng)公司開發(fā)的具有標(biāo)準(zhǔn)mini PCIe尺寸，最多能夠支持8通道視頻采集模塊，核心芯片為視頻解碼芯片tw6869。ETA6869模塊通過PCIe×1接口與ESM7100相連接，保證了數(shù)據(jù)的高速傳輸。標(biāo)準(zhǔn)的mini-PCIe尺寸模塊的設(shè)計(jì)，可以讓模塊方便的嵌入在底板上，如下：

ESM7100主板已經(jīng)預(yù)裝了ETA6869模塊的驅(qū)動(dòng)，上電后驅(qū)動(dòng)會(huì)自動(dòng)加載，成功加載后在/dev目錄下會(huì)生成video節(jié)點(diǎn)，通過操作video節(jié)點(diǎn)，就能夠獲取視頻數(shù)據(jù)，通過ls命令就能夠查看設(shè)備節(jié)點(diǎn)，如下圖，/dev/vidoe0為ESM7100主板的顯示輸出設(shè)備節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)顯示服務(wù)程序會(huì)調(diào)用這個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)，客戶應(yīng)當(dāng)避免直接操作它，/dev/video1~/dev/video8就是生成的視頻輸入設(shè)備節(jié)點(diǎn)，分別代表視頻輸入的通道1-通道8：

video節(jié)點(diǎn)

在軟件開發(fā)方面，ESM7100的文件系統(tǒng)中已經(jīng)集成了gstreamer工具，這是一種跨平臺的多媒體框架工具，而整個(gè)框架是基于模塊化設(shè)計(jì)的，在框架中將提供不同功能的模塊插件集合起來，就能夠?qū)崿F(xiàn)所需求的多媒體應(yīng)用功能。關(guān)于gstreamer的資料在官網(wǎng)中有非常詳細(xì)的文檔介紹以及例程參考，這里就不再贅述，有興趣的客戶可以查看：https://gstreamer.freedesktop.org/documentation/index.html?gi-language=c了解詳情。通過gstreamer可以方便快捷的處理視頻數(shù)據(jù)，同時(shí)ESM7100板載了Qt5.8，能夠使用Qt實(shí)現(xiàn)界面的設(shè)計(jì)，然后與gstreamer配合，讓gstreamer將視頻數(shù)據(jù)輸出到Qt窗口控件上，采用這種方法就能夠讓整個(gè)多通道視頻采集方案快速實(shí)現(xiàn)。

考慮到部分客戶可能對gstreamer不熟悉，英創(chuàng)公司在gstreamer提供的API函數(shù)基礎(chǔ)上重新封裝了一層，通過庫文件libemgst.so提供三個(gè)簡單的API函數(shù)，利用這三個(gè)API函數(shù)，客戶就可以將視頻數(shù)據(jù)顯示在Qt實(shí)現(xiàn)的界面上，而不需要使用代碼對gstreamer單獨(dú)進(jìn)行操作，客戶可以專注于Qt程序的開發(fā)。下面就詳細(xì)介紹libemgst.so的三個(gè)API函數(shù)：

init_emgst函數(shù)進(jìn)行g(shù)streamer的初始化，在啟動(dòng)gstreamer功能之前需要調(diào)用一次，客戶配合Qt使用時(shí)在main函數(shù)中調(diào)用即可：

config_emgst函數(shù)會(huì)配置并啟動(dòng)gstreamer，客戶只要得到用來顯示視頻的窗口控件的id就可以了，在每一個(gè)Qt窗口控件類中都有對應(yīng)的成員變量，可以很簡單的獲取到。config_emgst函數(shù)會(huì)根據(jù)width和height的值自動(dòng)分配顯示區(qū)域。通過devlist可以設(shè)置需要操作的設(shè)備節(jié)點(diǎn)索引號，listsize指定同時(shí)顯示的通道數(shù)，支持的值為1、2、4、6、8，顯示的方式如下圖：

視頻數(shù)據(jù)顯示排列方式

函數(shù)調(diào)用后gstreamer會(huì)將對應(yīng)通道數(shù)的視頻顯示在指定的Qt窗口控件中，每一個(gè)區(qū)域所顯示的視頻數(shù)據(jù)是通過指針devlist指定的，下面是部分參考代碼，將graphicsView控件的id傳給gstreamer，并顯示/dev/video1的數(shù)據(jù)：

release_emgst函數(shù)會(huì)停止gstreamer輸出，并釋放資源，在程序退出或者需要切換顯示的時(shí)候調(diào)用，下面的代碼是通過檢測Qt按鈕控件的點(diǎn)擊事件，實(shí)現(xiàn)切換顯示通道數(shù)：

庫文件libemgst.so已經(jīng)預(yù)裝在ESM7100主板的文件系統(tǒng)中了，客戶不需要針對主板再做任何設(shè)置。在開發(fā)程序的時(shí)候，Qt工程中需要將英創(chuàng)公司提供的emgst.h頭文件和libemgst.so庫文件添加進(jìn)去。頭文件添加的方法十分簡單，增加一個(gè)新的頭文件即可。關(guān)于外部庫的添加，Qt的開發(fā)工具QtCreator提供了非常簡便的方法，客戶只需要將libemgst.so拷貝到工程目錄下，然后在QtCreator中的項(xiàng)目欄用鼠標(biāo)右鍵單擊工程，選擇添加庫（外部庫），如下圖：

添加庫操作界面

選擇外部庫后，點(diǎn)擊下一步，按照下圖設(shè)置，在庫文件一欄中選擇到工程下的libemgst.so文件，如下圖：

選擇庫文件

這樣就完成了外部庫的設(shè)置，客戶可以在代碼中調(diào)用libemgst.so提供的API函數(shù)了。英創(chuàng)公司提供了一個(gè)通過按鈕切換顯示視頻通道數(shù)的例程，效果如下：

例程截圖

通過這種方式，英創(chuàng)公司希望能夠幫助客戶縮短開發(fā)周期，讓客戶可以專注于Qt程序的開發(fā)，而不用花時(shí)間去學(xué)習(xí)并在代碼中設(shè)置gstreamer。對于例程感興趣的客戶可以和工程師聯(lián)系，索取相關(guān)代碼。