基于嵌入式系統的視頻圖像捕獲研究與實現

3.2圖像格式的轉換。

通過上文所述取得圖像數據后，實際就是一塊地址。這時就可以進行各種圖像處理或圖像識別。問題的關鍵是圖像數據是如何放置的。一般情況下，在計算機中一個像素點是由R、G、B三種顏色表示的。當然還存在其它的模式如PAL等。但大多數為RGB模式。即使是RGB模式也存在很多種情況，如每一個像素由8個bit組成，這時R、G、B三種顏色的位數分別3、3、2。如果每一個像素由12個bit組成，則R、G、B三種顏色的位數分別4、4、4。如果每一個像素由16個bit組成，則R、G、B三種顏色的位數存在兩種情況分別5、5、5，最高位舍棄，另一種情況為5、6、5。最容易處理、同時也是最常見的是24個bit組成的，這時R、G、B三種顏色的位數分別8、8、8。

在各種圖像處理的程序中往往需要在兩種格式之間轉換。由于在筆者所采用的設備中，采集到的圖像為24位，而顯示設備為12位，這就需要在兩種格式之間轉換。至于怎樣將圖像數據顯示到屏幕上在后文中闡述，下面將主要闡述如何在24位和12位之間轉換。整個過程如圖3所示。

圖3

首先需要明確計算機中處理的數據是8位為基本單位的。所以，一個像素12位的圖象格式可以通過兩個像素24位為基本單位進行描述。其次，應該明確的是在從8位數據到4位數據的轉換中取得8位數據中的高4位，frame[index*3]0xF0)；然后再取得下一個8位的高4位；左移4位和前面的數據取并，frame[index*3]0xF0)|((frame[index*3+1]0xF0)>>4。實現的代碼如下：

*(fbp) = (frame[index*3]0xF0)|((frame[index*3+1]0xF0)>>4);

*(fbp +1) = (frame[index*3+2]0xF0)|(frame[(index+1)*3]0xF0>>4);

*(fbp+2) = (frame[(index+1)*3+1]0xF0)|(frame[(index+1)*3+2]0xF0>>4);

在這段代碼中*(fbp)、*(fbp +1)、*(fbp+2)這三個8位實際上兩個像素的圖像數據。這就實現了24位的圖像數據到12位的圖像數據的轉換。

4 應用framebuffer進行圖像的顯示

為了將程序中圖像數據顯示在設備的液晶屏幕上,需要讀出現實設備的地址并將其映射到系統內存空間上，然后再將圖像數據寫到映射后的地址空間上。

首先需要計算出屏幕內存空間的字節數，計算公式為：　

屏幕內存空間的字節數＝像素的個數╳每個像素占用的字節

其中像素的個數是行和列的乘積，而行和列的數值以及每個像素占用的字節數值可以通過函數ioctl（）取得或設置。下述代碼為打開framebuffer，讀取屏幕的可設置信息，并計算屏幕內存空間的字節數的過程。

struct fb_var_screeninfo vinfo;

int FraBuf= open(/dev/0, O_RDWR);

ioctl(fbfd, FBIOGET_VSCREENINFO, vinfo);

long int screensize = vinfo.xres * vinfo.yres* vinfo.bits_per_pixel;

取得屏幕的大小后，將打開的設備FraBuf得到的內存空間映射到系統中，如下所示，

char *fbp fbp = (char *)mmap(0, screensize, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,fbfd, 0);

然后將前文得到的數據賦值即可。上面的函數的具體意義，讀者可以參看相關技術文檔，限于篇幅本文沒有闡述。這個過程和前文所述的捕獲過程是相反的過程。

5 簡單字符的屏幕顯示技術

在數字圖像處理過程中，為了將處理后結果或數字顯示出來，可以在屏幕上開個區域進行顯示。如若字體較多需要字庫，如果僅僅是簡單的數字可以采用像素描繪的方法。本文作者就是采用后者輸出了數字。如數字“１”的描繪程序如下：

x=160;

for ( y = 210; y 230; y++ ) {

location = (x+vinfo.xoffset) * (vinfo.bits_per_pixel/8) +y+vinfo.yoffset) * finfo.line_length;

　　　　*(fbp + location) = 10;

　　　　*(fbp + location + 1) =10;

　　　　*(fbp + location + 2) =10;

}

其中x、y為屏幕的位置，而fbp就是前文打開的設備。

6 結束語

本文采用的設備是基于SAMSUNG公司的ARM9芯片S3C2410,由于篇幅的限制本文沒有具體闡述整個系統，集中闡述了視頻圖像數據的捕獲和顯示，在這一過程中存在許多細節問題，限于篇幅沒有闡述。

參考文獻: