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适配 OpenCV

勾选 OpenCV 包​

m menuconfig 进入软件包配置，勾选

OpenCV  --->
	<*> opencv....................................................... opencv libs
	[*]   Enabel sunxi vin isp support

OpenCV 适配过程​

本部分的操作已经包含在 tina-bsp-tinyvision.tar.gz 中了，已经适配好了，如果不想了解如何适配 OpenCV 可以直接跳过这部分

OpenCV 的多平面视频捕获支持​

一般来说，如果不适配 OpenCV 直接开摄像头，会得到一个报错：

[  702.464977] [VIN_ERR]video0 has already stream off
[  702.473357] [VIN_ERR]gc2053_mipi is not used, video0 cannot be close!
VIDEOIO ERROR: V4L2: Unable to capture video memory.VIDEOIO ERROR: V4L: can't open camera by index 0
/dev/video0 does not support memory mapping
Could not open video device.

这是由于 OpenCV 的 V4L2 实现是使用的 V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE 标准，而 sunxi-vin 驱动的 RAW Sensor 平台使用的是 V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE_MPLANE ，导致了默认 OpenCV 的配置错误。

V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE_MPLANE和V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE是 Video4Linux2（V4L2）框架中用于视频捕获的不同类型和能力标志。

  1. V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE_MPLANE： 这个标志指示设备支持多平面（multi-plane）视频捕获。在多平面捕获中，图像数据可以分解成多个平面（planes），每个平面包含不同的颜色分量或者图像数据的不同部分。这种方式可以提高效率和灵活性，尤其适用于处理涉及多个颜色分量或者多个图像通道的视频流。
  2. V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE： 这个类型表示普通的单平面（single-plane）视频捕获。在单平面捕获中，图像数据以单个平面的形式存储，即所有的颜色分量或者图像数据都保存在一个平面中。

因此，区别在于支持的数据格式和存储方式。V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE_MPLANE表示设备支持多平面视频捕获，而V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE表示普通的单平面视频捕获。

这里就需要通过检查capability.capabilities中是否包含V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE标志来确定是否支持普通的视频捕获类型。如果支持，那么将type设置为V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE。

如果不支持普通的视频捕获类型，那么通过检查capability.capabilities中是否包含V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE_MPLANE标志来确定是否支持多平面视频捕获类型。如果支持，那么将type设置为V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE_MPLANE。

例如如下修改：

-    form.type                = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
-    form.fmt.pix.pixelformat = palette;
-    form.fmt.pix.field       = V4L2_FIELD_ANY;
-    form.fmt.pix.width       = width;
-    form.fmt.pix.height      = height;
+    if (capability.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE) {
+		form.type                = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
+		form.fmt.pix.pixelformat = palette;
+		form.fmt.pix.field       = V4L2_FIELD_NONE;
+		form.fmt.pix.width       = width;
+		form.fmt.pix.height      = height;
+	} else if (capability.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE_MPLANE) {
+        form.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE_MPLANE;
+        form.fmt.pix_mp.width = width;
+        form.fmt.pix_mp.height = height;
+        form.fmt.pix_mp.pixelformat = palette;
+        form.fmt.pix_mp.field = V4L2_FIELD_NONE;
+	}

这段代码是在设置视频捕获的格式和参数时进行了修改。

原来的代码中，直接设置了form.type为V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE，表示使用普通的视频捕获类型。然后设置了其他参数，如像素格式(pixelformat)、帧字段(field)、宽度(width)和高度(height)等。

修改后的代码进行了条件判断，根据设备的能力选择合适的视频捕获类型。如果设备支持普通的视频捕获类型（V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE标志被设置），则使用普通的视频捕获类型并设置相应的参数。如果设备支持多平面视频捕获类型（V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE_MPLANE标志被设置），则使用多平面视频捕获类型并设置相应的参数。

对于普通的视频捕获类型，设置的参数与原来的代码一致，只是将帧字段(field)从V4L2_FIELD_ANY改为V4L2_FIELD_NONE，表示不指定特定的帧字段。

对于多平面视频捕获类型，设置了新的参数，如多平面的宽度(pix_mp.width)、高度(pix_mp.height)、像素格式(pix_mp.pixelformat)和帧字段(pix_mp.field)等。

通过这个修改，可以根据设备的能力选择适当的视频捕获类型，并设置相应的参数，以满足不同设备的要求。

OpenCV 的 ISP 支持​

OpenCV 默认不支持开启 RAW Sensor，不过现在需要配置为 OpenCV 开启 RAW Sensor 抓图，然后通过 OpenCV 送图到之前适配的 libAWispApi 库进行 ISP 处理。在这里增加一个函数作为 RAW Sensor 抓图的处理。

#ifdef __USE_VIN_ISP__
bool CvCaptureCAM_V4L::RAWSensor()
{
    struct v4l2_control ctrl;
    struct v4l2_queryctrl qc_ctrl;

    memset(&ctrl, 0, sizeof(struct v4l2_control));
    memset(&qc_ctrl, 0, sizeof(struct v4l2_queryctrl));
    ctrl.id = V4L2_CID_SENSOR_TYPE;
    qc_ctrl.id = V4L2_CID_SENSOR_TYPE;

    if (-1 == ioctl (deviceHandle, VIDIOC_QUERYCTRL, &qc_ctrl)){
        fprintf(stderr, "V4L2: %s QUERY V4L2_CID_SENSOR_TYPE failed\n", deviceName.c_str());
        return false;
    }

    if (-1 == ioctl(deviceHandle, VIDIOC_G_CTRL, &ctrl)) {
        fprintf(stderr, "V4L2: %s G_CTRL V4L2_CID_SENSOR_TYPE failed\n", deviceName.c_str());
        return false;
    }

    return ctrl.value == V4L2_SENSOR_TYPE_RAW;
}
#endif

这段代码的功能是检查V4L2摄像头设备的传感器类型是否为RAW格式。它使用了V4L2的ioctl函数来查询和获取传感器类型信息。具体步骤如下：

  1. 定义了两个v4l2_control结构体变量ctrl和qc_ctrl，并初始化为零
  2. 将ctrl.id和qc_ctrl.id分别设置为V4L2_CID_SENSOR_TYPE，表示要查询的控制和查询ID
  3. 使用ioctl函数的VIDIOC_QUERYCTRL命令来查询传感器类型的控制信息，并将结果保存在qc_ctrl中
  4. 如果查询失败（ioctl返回-1），则输出错误信息并返回false
  5. 使用ioctl函数的VIDIOC_G_CTRL命令来获取传感器类型的当前值，并将结果保存在ctrl中
  6. 如果获取失败（ioctl返回-1），则输出错误信息并返回false
  7. 检查ctrl.value是否等于V4L2_SENSOR_TYPE_RAW，如果相等，则返回true，表示传感器类型为RAW格式；否则返回false

并且使用了#ifdef __USE_VIN_ISP__指令。这表示只有在定义了__USE_VIN_ISP__宏时，才会编译和执行这段代码

然后在 OpenCV 的 bool CvCaptureCAM_V4L::streaming(bool startStream) 捕获流函数中添加 ISP 处理

#ifdef __USE_VIN_ISP__
	RawSensor = RAWSensor();

	if (startStream && RawSensor) {
		int VideoIndex = -1;

		sscanf(deviceName.c_str(), "/dev/video%d", &VideoIndex);

		IspPort = CreateAWIspApi();
		IspId = -1;
		IspId = IspPort->ispGetIspId(VideoIndex);
		if (IspId >= 0)
			IspPort->ispStart(IspId);
	} else if (RawSensor && IspId >= 0 && IspPort) {
		IspPort->ispStop(IspId);
		DestroyAWIspApi(IspPort);
		IspPort = NULL;
		IspId = -1;
	}
#endif

这段代码是在条件编译__USE_VIN_ISP__的情况下进行了修改。

  • 首先，它创建了一个RawSensor对象，并检查startStream和RawSensor是否为真。如果满足条件，接下来会解析设备名称字符串，提取出视频索引号。

  • 然后，它调用CreateAWIspApi()函数创建了一个AWIspApi对象，并初始化变量IspId为-1。接着，通过调用ispGetIspId()函数获取指定视频索引号对应的ISP ID，并将其赋值给IspId。如果IspId大于等于0，表示获取到有效的ISP ID，就调用ispStart()函数启动ISP流处理。

  • 如果不满足第一个条件，即startStream为假或者没有RawSensor对象，那么会检查IspId是否大于等于0并且IspPort对象是否存在。如果满足这些条件，说明之前已经启动了ISP流处理，此时会调用ispStop()函数停止ISP流处理，并销毁IspPort对象。最后，将IspPort置为空指针，将IspId重置为-1。

这段代码主要用于控制图像信号处理（ISP）的启动和停止。根据条件的不同，可以选择在开始视频流捕获时启动ISP流处理，或者在停止视频流捕获时停止ISP流处理，以便对视频数据进行处理和增强。

至于其他包括编译脚本的修改，全局变量定义等操作，可以参考补丁文件 openwrt/package/thirdparty/vision/opencv/patches/0004-support-sunxi-vin-camera.patch