CN105791580A - 一种基于安卓系统移动设备的usb摄像头采集方法 - Google Patents

一种基于安卓系统移动设备的usb摄像头采集方法 Download PDF

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Abstract

随着安卓(Android) 操作系统在移动设备，如智能手机和平板电脑上的应用日益广泛，视频采集也日益成为人们关注的热点。有些Android设备本身不具有摄像采集设备，如机顶盒，而有些时候手机平板本身的两个摄像头并不能满足某些行业的需求，人们更希望手机或平板能接入第三方摄像头实现视频采集。本发明公开一种基于安卓系统移动设备的USB摄像头采集方法，该方法能够实现Android设备(手机或平板)接入第三方摄像头进行采集，从而满足视频监控行业或者其他行业的视频采集需求。

Description

一种基于安卓系统移动设备的USB摄像头采集方法
技术领域
本发明涉及Android摄像头视频采集领域，特别适用于手机平板的两个摄像头不能满足行业需求而需要接入第三方摄像头的情况。本发明提供的方法能够实现Android设备(手机或平板)接入第三方摄像头进行采集，并且在手机平板上进行显示、存图或录像，从而满足视频监控行业或者其他行业的视频采集需求。
背景技术
随着Android操作系统在移动设备，如智能手机和平板电脑上的应用日益广泛，视频采集也日益成为人们广泛关注的热点。然而并不是所有的Android设备都具有摄像拍照功能，比如机顶盒，在家居安全的大前提下，人们可能更希望机顶盒能外接一个摄像头实现家庭安全的监控。还有一些特殊行业，比如煤矿，油田，有些技术人员要观察一些如管道、矿井或钻孔中的情况并且要拍照留底时相当困难，自己的手机虽有摄像头，但是不方便塞入管道、矿井或钻孔中进行取证，这就给他们工作带来极大的不便。再如刑警在侦查的过程中,如果在不了解室内情况的前提下,贸然破门而入,捕获歹徒,势必会产生大量的伤亡,付出沉重的代价。
发明内容
为了克服上述不足，本发明实施例提供一种基于安卓系统移动设备的USB摄像头采集方法，使Android设备(手机或平板)接入第三方摄像头进行采集，并在手机平板上进行显示、存图或录像，从而解决某些特殊行业如管道探测、深井观察或钻孔拍照等特定需求，并相应地留取证据，以便于进一步的数据分析和挖掘；
本发明的技术构思是，为了使得Android设备(手机或平板)接入第三方摄像头，并进行显示、录像或存图，一方面，我们要将支持UVC即USBVIDEOCLASS的摄像头通过OTG线与手机相连(如平板有USB接口直接相连即可)。另一方面，在Android设备中植入一个UVC设备管理模块，用于管理Android设备与接入的UVC设备的视频流功能交互，如视频流采集，设置摄像头的频率、帧频、视频压缩格式、图像参数，视频显示模式(缩放或裁减)等等。通过设备管理模块设置好相应的摄像头参数，控制摄像头的视频流采集，将采集到的视频流经过相应的视频格式转换，转换成可以用于显示的视频格式进行相应的视频显示；
本发明的技术方案如下：
将本发明中基于Android系统移动设备的USB摄像头采集方法得以实现，其特征在于包括以下步骤：
步骤1.实现基于Android系统移动设备的USB摄像头采集方法，所需的基本的设备组成为：Android设备(手机或平板)，USB摄像头，OTG连接线，UVC设备管理模块；
步骤2.在Android设备上实现Android系统移动设备的USB摄像头采集方法；通过OTG设备连接线将支持UVC的摄像头与Android设备如(手机MicroUSB接口)进行连接,OTG设备连接线的主要功能:
1)用于各种不同的设备或移动设备间的联接，进行数据交换。特别是PDA、移动电话、消费类设备；
2)在没有主机Host的情况下，实现设备间的数据传输；
步骤3.在Android设备中植入一个UVC设备管理模块，管理Android设备与接入的UVC设备的视频流功能交互，UVC设备管理模块的主要功能:
1)负责对UVC设备进行视频流采集；
2)设置摄像头的频率、帧频、视频压缩格式、图像参数；
3)实现对采集来的视频流进行相应的处理，如格式转换；
4)按照某种视频显示模式将视频流进行显示，并进行相应的缩放或裁减。
附图说明
图1是本发明Android设备((手机MicroUSB接口)OTG设备连接示意图。
图2是本发明Android设备(平板或机顶盒等带USB连接口)设备连接示意图。
图3是本发明UVC设备管理模块示意图。
图4是本发明视频采集模块示意图。
图5是本发明格式转换模块示意图。
图6是UVC设备采集模型示意图。

Claims (17)

1.一种基于安卓系统移动设备的USB摄像头采集方法，其特征在于，包括：
Android设备通过OTG或USB与免驱摄像头相连，运用视频采集模块控制摄像头采集视频流；
Android设备通过OTG或USB与免驱摄像头相连，收到采集来的视频流进行相应的格式转换，满足不同需求的显示或录像。
2.根据权利要求1所述的方法，所述“Android设备通过OTG或USB与免驱摄像头相连”，其特征还在于：
Android手机等Micro-USB接线口要通过OTG转接线与USB免驱摄像头相连；
Android机顶盒等有USB接线口的设备直接与USB免驱摄像头相连接，实现Android设备与采集设备兼容性的物理连接。
3.根据权利要求1所述的方法，所述“Android设备通过OTG或USB与免驱摄像头相连”，其特征还在于：
On-The-Go即OTG技术就是实现在没有Host的情况下，实现从设备间的数据传送；
适用于设计小巧的连接器和电缆；低的功耗，保证USB可以在电池供电情况下工作，并可以在两个设备间动态地切换。
4.根据权利要求1所述的方法，所述“Android设备通过OTG或USB与免驱摄像头相连”，其特征还在于：所诉摄像头为USB摄像头，并且为免安装驱动设备。
5.根据权利要求1所述的方法，所述“Android设备通过OTG或USB与免驱摄像头相连”，其特征还在于：所诉Android设备需支持UVC协议标准，并且已经开启UVC协议标准。
6.根据权利要求1所述的方法，所述“视频采集模块”，其特征在于，包括：采集视频流格式选择、采集尺寸自适应、视频缓冲器存取、流控制系数。
7.根据权利要求1所述的方法，所述“格式转换”，其特征在于，包括：格式容器，格式转换阀，节奏控制机。
8.根据权利要求2所述的方法，所述的“兼容性的物理连接”，其特征在于：
支持热插拔，减少了关机断电的不必要繁琐操作；
携带便捷，便于用户随身携带；
标准统一，绝大多数应用外设统统可以用同样的标准与Android设备连接；
USBHub和OTGHub都有多个连接口，可以作为辅助使用。
9.根据权利要求3所述的方法，所述“保证USB可以在电池供电情况下工作”，其特征在于：OTG线连接Android设备与采集设备，在采集视频流的过程中，对采集摄像头有一定的供电作用，从而可以减少采集设备的电量消耗。
10.根据权利要求4所述的方法，所述“免安装驱动设备”，其特征在于：免驱动摄像头连接到符合标准的操作系统，系统就会自动为其安装驱动并进行设置，使摄像头实现真正意义上的即插即用。
11.根据权利要求5所述的方法，所述“采集视频流格式选择”，其特征在于：根据当前驱动支持的视频格式，读取当前驱动的频捕获格式，设置当前驱动的频捕获格式，验证当前驱动的显示格式。
12.根据权利要求5所述的方法，所述“采集尺寸自适应”，其特征在于：
验证每个采集尺寸的适应情况，找出最佳采集尺寸，进行最佳采集尺寸的预存；
验证每个采集尺寸的适应情况，对适应的采集尺寸进行分析管理。
13.根据权利要求5所述的方法，所述“视频缓冲器存取”，其特征在于：
通过运用视频缓冲器，允许驱动程序以一致的方式来实现读取，映射和绘制；
通过运用视频缓冲器，线性存取的DMA的（videobuf-DMA-contig），vmalloc分配的缓冲区，使得视频采集模块更为流畅和平滑，视频帧无缺帧，断帧现象；
通过运用视频缓冲器，利于驱动和用户空间之间的粘合，包括缓冲区分配，排队和出队，流控制，保证视频帧的平滑接收，利于视频帧的流畅显示。
14.根据权利要求5所述的方法，所述“流控制系数”，其特征在于：
控制流的传输节奏,保证视频流的平滑发送，不产生发送堆积；
控制流的丢帧率,尽最大能力发送,丢包容忍度降到最低；
控制流的可靠性,保证视频流畅可靠地传输给接收端解码显示。
15.根据权利要求5所述的方法，所述“格式容器”，其特征在于：
格式容器中提供相应的视频转化格式,为视频格式转化提供了基础；
格式容器保证了视频显示的可扩展性,以满足更广泛的显示需求；
格式容器中压缩算法的优化和改进,保证了视频格式转换的效率和质量。
16.根据权利要求5所述的方法，所述“格式转换阀”，其特征在于：
格式转换阀,有效的控制了格式转换的开始与结束,并且保证了转化多种格式时相互间的切换,操作灵活,使用便捷；
格式转换阀,保证了格式转换过程中的流水线式作业和并发式操作。
17.根据权利要求5所述的方法，所述“节奏控制机”，其特征在于：
节奏控制机,合理的控制格式转换节奏,保证视频转换的平稳进行；
节奏控制机,保证了格式转换的平滑性,大大减小了视频显示的卡顿现象；
节奏控制机,有效的保证了每一个视频帧的格式转化完成,避免了解半帧,整帧未解现象的出现。
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