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本文主要介绍AM5728基于GStreamer的视频采集、编解码、算法处理、显示以及存储案例,其中包含tl-gst-v4l2-vpe-iva-udp案例、tl-gst-mjpeg-dec-edge案例、.tl-gst-rtsp-dec-edge案例与H.264视频流MP4格式转码方法等。
本次案例测试板卡为创龙科技TL5728F-EVM开发板,它是一款基于TI Sitara系列AM5728(双核ARM Cortex-A15 +浮点双核DSP C66x) + Xilinx Artix-7 FPGA处理器设计的高端异构多核评估板。
其中使用到AM5728开发板的ARM端为Cortex-A15_0核心,DSP端为DSP1核心,开发案例位于产品资料“4-软件资料Demo l-video-demos”目录下。开发案例中的bin目录存放可执行程序,src目录存放源码。案例适用的模块如下表:
表 1
案例名称 |
适用模块 |
tl-gst-v4l2-vpe-iva-udp |
ZH5640-MIC-001(USB CMOS摄像头) TL5158P模块(4路D1视频采集) TL7002P模块(VGA视频采集) TL7601P模块(HD-SDI视频采集) TL7611P模块(HDMI视频采集) TL-VPortP模块(CMOS摄像头) |
tl-gst-mjpeg-dec-edge |
ZH5640-MIC-001(USB CMOS摄像头) |
tl-gst-rtsp-dec-edge |
DS-IPC-B12HV2-IA(网络摄像头) |
TI AM57x GStreamer视频编解码框架与视频编解码能力如下图所示。
图 1
图 2
评估板默认已支持GStreamer库,可执行如下命令查看GStreamer库使用说明。
Target# gst-inspect-1.0 -h
图 3
由于案例需调用DSP1核心进行图像编解码处理,并调用IPU2核心用于DCE图像处理框架,因此测试前需注意DSP1与IPU2固件的软链接是否有更改。如曾执行其他程序(例如IPC案例),可能会改变固件的软链接,导致本文的视频开发案例程序无法正常运行。可执行如下命令重新建立软链接:
Target# cd /lib/firmware/
Target# rm dra7-dsp1-fw.xe66
Target# ln -s /lib/firmware/dra7-dsp1-fw.xe66.opencl-monitor /lib/firmware/dra7-dsp1-fw.xe66
Target# rm dra7-ipu2-fw.xem4
Target# ln -s /lib/firmware/dra7-ipu2-fw.xem4.ipumm-fw dra7-ipu2-fw.xem4
Target# sync && reboot
图 4
图 5
本文档使用HDMI显示屏进行演示。系统默认使用LCD显示屏作为显示设备,可在U-Boot命令行执行如下命令更改HDMI显示屏为默认显示设备。
U-Boot> setenv optargs omapdrm.displays=1,0
U-Boot> saveenv
U-Boot> reset
图 6
如需恢复LCD显示屏为默认显示设备,请在U-Boot命令行执行如下命令。
U-Boot> setenv optargs omapdrm.displays=0,1
U-Boot> saveenv
U-Boot> reset
图 7
由于部分案例需使用Ubuntu作为接收端进行视频解码和显示,在这过程中使用到h264parse、avdec_h264组件,请执行如下命令进行安装。
Host# sudo apt-get install gstreamer1.0-plugins-bad //安装h264parse
Host# sudo apt-get install gstreamer1.0-libav //安装avdec_h264
图 8
如不安装h264parse、avdec_h264组件,可能在部分案例测试过程中将会提示如下类似错误信息。
图 9
开发参考链接:
AM57x GStreamer开发参考资料:
https://developer./wiki/index.php?title=Gstreamer_pipelines_for_AM572x。
AM57x多媒体与图形开发参考资料:
https://training./sites/default/files/docs/AM57x_Multimedia_Graphics_Slides.pdf。
GStreamer开发文档首页:
https://gstreamer.freedesktop.org/documentation/index.html?gi-language=c。
GStreamer Core Library:
https://gstreamer.freedesktop.org/documentation/gstreamer/gi-index.html?gi-language=c。
GStreamer Application Development Manual:
https://gstreamer.freedesktop.org/documentation/application-development/?gi-language=c。
本案例使用GStreamer API创建Pipeline,并使用v4l2src、vpe(视频处理引擎)、ducatih264enc(H.264编码器)、tee、udpsink、kmssink(基于KMS/DRM的视频接收器)、filesink等插件链接到Pipeline,实现ARM端从V4L2视频设备节点获取YUV视频流、视频显示、调用IVA-HD进行H.264视频硬件编码、视频保存、通过UDP网络传输视频等功能。
本案例支持display、save、dis-save和udp四种功能模式,具体说明如下。
表 2
功能模式 |
说明 |
display |
视频采集、显示 |
save |
视频采集后,进行H.264编码并保存 |
dis-save |
视频采集、显示后,进行H.264编码并保存 |
udp |
视频采集后,进行H.264编码并通过UDP网络传输到接收端进行解码与显示 |
Linux系统启动卡制作时,已将开发案例所需的动态设备树dtbo文件拷贝至文件系统的“/lib/firmware/”目录下。
图 10
表 3
动态设备树 |
适用模块 |
– |
ZH5640-MIC-001(USB CMOS摄像头) |
tl5728-evm-vip-tvp5158-overlay.dtbo |
TL5158P模块(4路D1视频采集) |
tl5728-evm-vip-tvp7002-overlay.dtbo |
TL7002P模块(VGA视频采集) |
tl5728-vip-gv7601-overlay.dtbo |
TL7601P模块(HD-SDI视频采集) |
tl5728-evm-vip-adv7611-overlay.dtbo |
TL7611P模块(HDMI视频采集) |
tl5728-evm-vip-ov5640-overlay.dtbo |
TL-VPortP模块(CMOS摄像头) |
将案例bin目录下所有文件拷贝至评估板文件系统下,执行如下命令查询tl-gst-v4l2-vpe-iva-udp程序参数说明,具体如下表。
Target# ./tl-gst-v4l2-vpe-iva-udp -h
图 11
表 4
参数 |
解析 |
-m display |
display功能模式 |
-m save |
save功能模式 |
-m dis-save |
dis-save功能模式 |
-m udp |
udp功能模式 |
-d |
视频设备节点 |
-i |
输入视频分辨率 |
-o |
输出显示分辨率 |
-a |
用于udp功能模式下的目标IP地址与端口设置 |
-f |
用于save功能模式下的文件保存路径设置 |
图 12
请按照上图进行硬件连接,评估板上电进入文件系统,执行如下命令可查看摄像头设备节点为video1。
Target# ls -l /sys/class/video4linux/video*
图 13
在tl-v4l2-capture文件所在目录下执行如下命令查询摄像头的分辨率、帧率、图像格式等参数。
Target# ./tl-v4l2-capture -m list -d /dev/video1 -t usb
图 14
display功能模式测试
执行如下命令采集视频流,并在显示屏中显示。可按“Ctrl + C”可终止程序运行。
Target# /etc/init.d/matrix-gui-2.0 stop //关闭Matrix界面
Target# /etc/init.d/weston stop //关闭Weston窗口系统
Target# ./tl-gst-v4l2-vpe-iva-udp -m display -d /dev/video1 -i 1920*1080 -o 1920*1080
图 15
图 16
save功能模式测试
执行如下命令采集视频流,并将ducatih264enc插件编码生成的H.264视频流保存在当前目录下。
Target# ./tl-gst-v4l2-vpe-iva-udp -m save -d /dev/video1 -i 1920*1080 -o 1920*1080 -f test.264
图 17
由于ducatih264enc插件编码生成的H.264视频流只包含图像数据,但不包含时间戳,因此不能使用常用的视频播放器进行播放。可通过第三方工具FFmpeg将其转码为MP4格式,再使用常用视频播放器进行播放。具体方法请参考本文档H.264视频流MP4格式转码方法章节。
dis-save功能模式测试
执行如下命令采集视频流并在显示屏中显示,同时将ducatih264enc插件编码生成的H.264视频流保存在当前目录下。
Target# /etc/init.d/matrix-gui-2.0 stop //关闭Matrix界面
Target# /etc/init.d/weston stop //关闭Weston窗口系统
Target# ./tl-gst-v4l2-vpe-iva-udp -m dis-save -d /dev/video1 -i 1920*1080 -o 1920*1080 -f test.264
图 18
图 19
udp功能模式测试
使用udp功能模式时,测试方法有如下三种。
表 5
测试设备 |
发送端 |
接收端 |
硬件连接 |
一块评估板 |
评估板A |
评估板A |
使用网线将评估板网口RGMII0 ETH连接到路由器,进行本地网络回环测试 |
两块评估板 |
评估板A |
评估板B |
使用网线将两块评估板网口RGMII0 ETH连接到同一个路由器 |
评估板+上位机(Ubuntu) |
评估板A |
上位机(Ubuntu) |
使用网线将评估板网口RGMII0 ETH、上位机网口连接到同一个路由器 |
发送端
请在发送端执行如下命令采集视频,同时进行H.264编码并通过UDP网络将视频流传输到接收端。192.168.0.99为接收端IP地址,8080为端口号,请根据实际情况修改。
Target# ./tl-gst-v4l2-vpe-iva-udp -m udp -d /dev/video1 -i 1920*1080 -o 1920*1080 -a 192.168.0.99:8080
图 20
接收端
使用一块评估板或两块评估板时,请在接收端执行如下命令通过UDP网络接收视频流,同时进行解码与显示。显示分辨率可根据实际情况修改,注意端口号需与发送端保持一致。
使用一块评估板方式时,需先运行接收进程,再运行发送进程。可在命令后添加&符号使进程在后台运行,或通过OpenSSH等方式启用第二个命令行终端运行进程。
Target# /etc/init.d/matrix-gui-2.0 stop //关闭Matrix界面
Target# /etc/init.d/weston stop //关闭Weston窗口系统
Target# gst-launch-1.0 -v udpsrc port=8080 ! ’application/x-rtp,media=(string)video,payload=(int)96’ ! rtph264depay ! h264parse ! ducatih264dec ! vpe ! ’video/x-raw,format=(string)NV12, width=1920,height=1080,framerate=30/1’ ! kmssink sync=false
图 21
图 22
使用评估板+上位机(Ubuntu)方式时,请在接收端执行如下命令通过UDP网络接收视频流,同时进行解码与显示。注意端口号需与发送端保持一致。
Host# gst-launch-1.0 -v udpsrc port=8080 ! ’application/x-rtp,media=(string)video,payload=(int)96’ ! rtph264depay ! h264parse ! avdec_h264 ! videoconvert ! ximagesink sync=false
图 23
图 24
图 25
请按照上图进行硬件连接,评估板上电进入文件系统,依次执行如下命令加载模块动态设备树和驱动。
Target# mkdir /configfs //创建configfs文件夹,如已存在,则无需重复创建
Target# mount -t configfs configfs /configfs
Target# mkdir /configfs/device-tree/overlays/full //创建full目录,根据实际情况修改
Target# echo -n “tl5728-evm-vip-tvp5158-overlay.dtbo” > /configfs/device-tree/overlays/full/path
Target# modprobe tvp5158
图 26
display功能模式测试
执行如下命令采集视频流,并在显示屏中显示。可按“Ctrl + C”可终止程序运行。
Target# /etc/init.d/matrix-gui-2.0 stop //关闭Matrix界面
Target# /etc/init.d/weston stop //关闭Weston窗口系统
Target# ./tl-gst-v4l2-vpe-iva-udp -m display -d /dev/video1 -i 720*240 -o 1920*1080
备注:“/dev/video1”请根据各路摄像头实际设备节点进行修改,下同。
图 27
图 28
save功能模式测试
执行如下命令采集视频流,并将ducatih264enc插件编码生成的H.264视频流保存在当前目录下。
Target# ./tl-gst-v4l2-vpe-iva-udp -m save -d /dev/video1 -i 720*240 -o 1920*1080 -f test.264
图 29
由于ducatih264enc插件编码生成的H.264视频流只包含图像数据,但不包含时间戳,因此不能使用常用的视频播放器进行播放。可通过第三方工具FFmpeg将其转码为MP4格式,再使用常用视频播放器进行播放。具体方法请参考本文档H.264视频流MP4格式转码方法章节。
dis-save功能模式测试
执行如下命令采集视频流并在显示屏中显示,同时将ducatih264enc插件编码生成的H.264视频流保存在当前目录下。
Target# /etc/init.d/matrix-gui-2.0 stop //关闭Matrix界面
Target# /etc/init.d/weston stop //关闭Weston窗口系统
Target# ./tl-gst-v4l2-vpe-iva-udp -m dis-save -d /dev/video1 -i 720*240 -o 1920*1080 -f test.264
图 30
图 31
由于本篇案例内容篇幅过长,分为三章分享,想要了解更多案例详情,欢迎内容查看更多,或是在下方评论区留言,即可获取更详细内容、案例源码。
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