【GStreamer 】3-USB相机的各种显示，播放常用指令

最新推荐文章于 2025-07-01 20:54:24 发布

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本文介绍在Ubuntu 18.04环境下如何配置和测试USB摄像头，包括查看摄像头参数、支持的分辨率及帧率，使用gstreamer进行视频捕获及显示，并演示了如何保存摄像头画面为图片。

0、硬件平台和测试环境说明

感觉网上看这一类说明，常常最大的疑惑就是，为什么别人能用，我自己就不成了，其实很多时候都是各自的环境交代不清楚所致。所以我觉得讲操作前，必须先交代自己的测试环境。

我自己使用的是TX1核心模块，安装ubuntu 18.04 的环境。安装了英伟达配套的所有cuda的套件库。

nvidia@nvidia-desktop:~$ sudo lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Ubuntu
Description:    Ubuntu 18.04.5 LTS
Release:    18.04
Codename:   bionic

1、ubuntu下查看USB摄像头参数

v4l2-ctl -d  /dev/video0 --all

我自己的系统得到的回复是：

nvidia@nvidia-desktop:~$ v4l2-ctl -d  /dev/video0 --all
Driver Info (not using libv4l2):
    Driver name   : uvcvideo
    Card type     : LRCP  USB2.0
    Bus info      : usb-70090000.xusb-3.4
    Driver version: 4.9.253
    Capabilities  : 0x84200001
        Video Capture
        Streaming
        Extended Pix Format
        Device Capabilities
    Device Caps   : 0x04200001
        Video Capture
        Streaming
        Extended Pix Format
Priority: 2
Video input : 0 (Camera 1: ok)
Format Video Capture:
    Width/Height      : 1280/720
    Pixel Format      : 'MJPG'
    Field             : None
    Bytes per Line    : 0
    Size Image        : 1843789
    Colorspace        : Default
    Transfer Function : Default (maps to Rec. 709)
    YCbCr/HSV Encoding: Default (maps to ITU-R 601)
    Quantization      : Default (maps to Full Range)
    Flags             : 
Crop Capability Video Capture:
    Bounds      : Left 0, Top 0, Width 1280, Height 720
    Default     : Left 0, Top 0, Width 1280, Height 720
    Pixel Aspect: 1/1
Selection: crop_default, Left 0, Top 0, Width 1280, Height 720
Selection: crop_bounds, Left 0, Top 0, Width 1280, Height 720
Streaming Parameters Video Capture:
    Capabilities     : timeperframe
    Frames per second: 25.000 (25/1)
    Read buffers     : 0
                     brightness 0x00980900 (int)    : min=-64 max=64 step=1 default=0 value=0
                       contrast 0x00980901 (int)    : min=0 max=64 step=1 default=32 value=32
                     saturation 0x00980902 (int)    : min=0 max=128 step=1 default=64 value=64
                            hue 0x00980903 (int)    : min=-40 max=40 step=1 default=0 value=0
 white_balance_temperature_auto 0x0098090c (bool)   : default=1 value=1
                          gamma 0x00980910 (int)    : min=72 max=500 step=1 default=100 value=100
                           gain 0x00980913 (int)    : min=0 max=100 step=1 default=0 value=0
           power_line_frequency 0x00980918 (menu)   : min=0 max=2 default=1 value=1
      white_balance_temperature 0x0098091a (int)    : min=2800 max=6500 step=1 default=4600 value=4600 flags=inactive
                      sharpness 0x0098091b (int)    : min=0 max=16 step=1 default=8 value=8
         backlight_compensation 0x0098091c (int)    : min=0 max=121 step=121 default=0 value=121
                  exposure_auto 0x009a0901 (menu)   : min=0 max=3 default=3 value=3
              exposure_absolute 0x009a0902 (int)    : min=1 max=5000 step=1 default=157 value=157 flags=inactive
         exposure_auto_priority 0x009a0903 (bool)   : default=0 value=1

2 、查看usb摄像头可用的分辨率

nvidia@nvidia-desktop:~$ v4l2-ctl --device=/dev/video0 --list-formats-ext
ioctl: VIDIOC_ENUM_FMT
    Index       : 0
    Type        : Video Capture
    Pixel Format: 'MJPG' (compressed)
    Name        : Motion-JPEG
        Size: Discrete 1280x720
            Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
        Size: Discrete 800x600
            Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
        Size: Discrete 640x480
            Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
        Size: Discrete 640x360
            Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
        Size: Discrete 352x288
            Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
        Size: Discrete 320x240
            Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)

    Index       : 1
    Type        : Video Capture
    Pixel Format: 'YUYV'
    Name        : YUYV 4:2:2
        Size: Discrete 1280x720
            Interval: Discrete 0.200s (5.000 fps)
        Size: Discrete 800x600
            Interval: Discrete 0.050s (20.000 fps)
        Size: Discrete 640x480
            Interval: Discrete 0.040s (25.000 fps)
        Size: Discrete 640x360
            Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
        Size: Discrete 352x288
            Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
        Size: Discrete 320x240
            Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)

可以看到，我测试使用的USB相机可以支持MJPG格式的压缩视频，恒定30HZ帧率，也可以提供YUYV这种RAW格式的视频，但是图像分辨率越大，帧率也会变低，需要根据情况做一定的调整。

3 、使用gst-launch-1.0测试USB相机

3.1、gstreamer获取USB图像

#根据摄像头 ，有的可能不能显示图像
#\- gst-launch 构建通道
#\- v4l2src 采集视频 的插件
#\- xvimagesink 显示采集图像的sink插件
gst-launch-1.0 v4l2src ! xvimagesink

#ximagesink和xvimagesink 两者都是用来x桌面用来显示视频图像的sink插件，但支持的格式不同。
#ximagesink支持rgb格式，不支持yuv格式；
#xvimagesink支持yuv等多种格式

#下面有这条命令的测试结果
gst-launch-1.0 v4l2src ! ximagesink

1、nomachine 登录的界面（xvimagesink）：

2、xshell终端直接执行（xvimagesink）：

从输出看，需要显示器输出支持。

3、gst-launch-1.0 v4l2src ! ximagesink 测试结果

#ximagesink支持rgb格式，不支持yuv格式；

可见，我测试的相机无法给出RGP格式，但是是可以给出YUV格式的数据。

3.2 gstreamer 1.0 测试捕获显示USB不同参数YUV 视频

相机支持的不同YUV的分辨率吧和帧率，只有参数对，才能正常显示。

 Index       : 1
    Type        : Video Capture
    Pixel Format: 'YUYV'
    Name        : YUYV 4:2:2
        Size: Discrete 1280x720
            Interval: Discrete 0.200s (5.000 fps)
        Size: Discrete 800x600
            Interval: Discrete 0.050s (20.000 fps)
        Size: Discrete 640x480
            Interval: Discrete 0.040s (25.000 fps)
        Size: Discrete 640x360
            Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
        Size: Discrete 352x288
            Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
        Size: Discrete 320x240
            Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)

1、测试命令说明

#指定选择Size: Discrete 1280x720 10.000 fps，默认选择序号0的相机设备，由于相机不支持，所以报错 
gst-launch-1.0 v4l2src \
! video/x-raw,format=YUY2,width=1280,height=720,framerate=10/1  \
! xvimagesink

#指定选择输入设备/dev/video0，Size: Discrete 1280x720 ，默认会选择5.000 fps
gst-launch-1.0 v4l2src  device=/dev/video0 \
! video/x-raw,format=YUY2,width=1280,height=720 \
! xvimagesink

#指定选择输入设备/dev/video0，Size: Discrete 1280x720 ，指定帧率5.000 fps，由于相机不支持，所以报错 
gst-launch-1.0 v4l2src  device=/dev/video0 \
! video/x-raw,format=YUY2,width=1280,height=720,framerate=10/1  \
! xvimagesink
2、测试不同正确的参数效果

为了清晰命令，我们所有使用的参数和命令尽量不要使用默认，一下测试命令会得到不同的帧率和不同的分辨率视频，可以对照测试自己的摄像头。

#指定选择输入设备/dev/video0，Size: Discrete 1280x720 ，指定帧率5.000 fps
gst-launch-1.0 v4l2src  device=/dev/video0 \
! video/x-raw,format=YUY2,width=1280,height=720,framerate=5/1  \
! xvimagesink

#指定选择输入设备/dev/video0，Size: Discrete 800X600 ，指定帧率20.000 fps 视频显示会乱，没有找到问题原因
gst-launch-1.0 v4l2src  device=/dev/video0 \
! video/x-raw,format=YUY2,width=800,height=600,framerate=20/1  \
! xvimagesink

gst-launch-1.0 v4l2src  device=/dev/video0 \
! video/x-raw,width=800,height=600,framerate=20/1  \
! xvimagesink

#指定选择输入设备/dev/video0，Size: Discrete 640X480 ，指定帧率25.000 fps
gst-launch-1.0 v4l2src  device=/dev/video0 \
! video/x-raw,format=YUY2,width=640,height=480,framerate=25/1  \
! xvimagesink

#指定选择输入设备/dev/video0，Size: Discrete 640x360 ，指定帧率30.000 fps
gst-launch-1.0 v4l2src  device=/dev/video0 \
! video/x-raw,format=YUY2,width=640,height=360,framerate=30/1  \
! xvimagesink

#指定选择输入设备/dev/video0，Size: Discrete 352x288 ，指定帧率30.000 fps
gst-launch-1.0 v4l2src  device=/dev/video0 \
! video/x-raw,format=YUY2,width=352,height=288,framerate=30/1  \
! xvimagesink

#指定选择输入设备/dev/video0，Size: Discrete 320x240 ，指定帧率30.000 fps
gst-launch-1.0 v4l2src  device=/dev/video0 \
! video/x-raw,format=YUY2,width=320,height=240,framerate=30/1  \
! xvimagesink

3.3 gstreamer 1.0 测试捕获显示USB不同参数MJPG格式视频

我自己测试的USB相机除了支持YUV个数输出外，还支持MJPG格式的视频数据。

ioctl: VIDIOC_ENUM_FMT
    Index       : 0
    Type        : Video Capture
    Pixel Format: 'MJPG' (compressed)
    Name        : Motion-JPEG
        Size: Discrete 1280x720
            Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
        Size: Discrete 800x600
            Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
        Size: Discrete 640x480
            Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
        Size: Discrete 640x360
            Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
        Size: Discrete 352x288
            Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)
        Size: Discrete 320x240
            Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)

1、测试命令说明

#v4l2src 这是数据源控件，从相机取数据
#image/jpeg,width=1280,height=720,framerate=30/1  数据参数，需要和相机支持格式一致
#jpegdec 这个我们第一次见，是MJPG解码插件
#videoconvert 解码后我们需要将数据转成YUV做显示
#xvimagesink 这个大家应该要很熟悉，这个是显示插件

gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video0 \
! image/jpeg,width=1280,height=720,framerate=30/1 \
! jpegdec ! videoconvert ! xvimagesink

这个获取1280x720视频流就要比YUV的速度快很多，帧率高不少，但是由于需要额外的解码，对硬件资源的消耗肯定也是变大的。

2、相机不同的参数效果测试

#指定选择输入设备/dev/video0，Size: Discrete 1280x720 ，指定帧率30.000 fps MJPG格式
gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video0 \
! image/jpeg,width=1280,height=720,framerate=30/1 \
! jpegdec ! videoconvert ! xvimagesink

#指定选择输入设备/dev/video0，Size: Discrete 800x600 ，指定帧率30.000 fps MJPG格式 这个测试就是正确的
gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video0 \
! image/jpeg,width=800,height=600,framerate=30/1 \
! jpegdec ! videoconvert ! xvimagesink

#指定选择输入设备/dev/video0，Size: Discrete 640x480，指定帧率30.000 fps MJPG格式 这个测试就是正确的
gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video0 \
! image/jpeg,width=640,height=480,framerate=30/1 \
! jpegdec ! videoconvert ! xvimagesink

4、采集USB摄像头保存至图片

4.1 采集YUV格式的图片

#采集后无法显示，后续解决后我在替换更新，这里只是一个尝试，
gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video0 num-buffers=1 \
! 'video/x-raw,format=YUY2,width=1280, height=720, framerate=5/1' \
! filesink location=/home/nvidia/Pictures/file_1280_720_YUV_1732

4.2 采集jpeg格式的图片

#指定设备 /dev/video0 采集一帧 num-buffers=1 ，数据格式 image/jpeg,width=1280,height=720
#filesink 这是一个只消费数据的对象，传入保存位置，将数据输出到指定位置
gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video0 num-buffers=1 \
! image/jpeg,width=1280,height=720 ! \
filesink location=/home/nvidia/Pictures/file_1280_720_1724.jpg

5、tee 插件一路视频源同时显示两路视频

gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video0 \
! image/jpeg,width=1280,height=720,framerate=30/1 \
! tee name=vsrc \
! queue  ! jpegdec ! videoconvert ! xvimagesink vsrc. \
! queue  ! jpegdec ! videoconvert ! xvimagesink