USB 摄像头测试

2025-08-02

QuecPi Alpha 单板电脑支持 USB 接口摄像头，下面选取微雪的一款 OV5693 5MP USB 接口摄像头为例进行测试。

摄像头连接

将 USB 摄像头的连接线插入 QuecPi Alpha 的 type-A 接口。

查看相关信息

在 SSH 终端中运行以下命令，可查看系统识别到的 USB 设备信息：

dmesg | grep usb

在 SSH 终端中运行以下命令，可查看新增设备节点：

v4l2-ctl --list-devices

/dev/video2 —— 主视频节点，后面gst命令主要操作这个节点
/dev/video3 —— 元数据节点
/dev/media3 —— 硬件拓扑控制器，控制整个 pipeline

在 SSH 终端中运行以下命令，可查看 video 节点支持的格式：

v4l2-ctl --list-formats-ext --device /dev/video2

由图可知，该摄像头支持 MJPG 和 YUYV 两种格式的图片输出。

前提条件

连接好 HDMI 屏幕，在 SSH 终端中运行以下命令：

mount -o rw,remount /
export XDG_RUNTIME_DIR=/dev/socket/weston
export WAYLAND_DISPLAY=wayland-1

实时预览

在 device 终端中运行以下命令：

# MJPG 格式，分辨率和帧率需和 video 节点支持的格式对应
gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video2 ! image/jpeg,width=1280,height=720,framerate=30/1 ! jpegdec ! videoconvert ! waylandsink fullscreen=true

# YUV 格式，分辨率和帧率需和 video 节点支持的格式对应
gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video2 ! video/x-raw,format=YUY2,width=1280,height=720,framerate=10/1 ! videoconvert ! waylandsink fullscreen=true

命令说明：

gst-launch-1.0 -e

启动管线；-e 保证按 Ctrl+C 停止时能正确收尾（EOS）。

v4l2src device=/dev/video2

从 V4L2 设备 /dev/video2 采集数据。

image/jpeg,width=1280,height=720,framerate=30/1

要求摄像头输出 1280×720@30 fps 的 MJPEG；若摄像头不支持，pipeline 会直接报错。

jpegdec

将 MJPEG 帧解码成原始 YUV/RGB 像素数据。

videoconvert

把像素格式转成 waylandsink 能接受的格式（通常是 NV12/BGRx）。

waylandsink fullscreen=true

用 Wayland 作为显示后端，并把窗口设置为全屏（无标题栏、铺满屏幕）。

预览+视频录制

在 device 终端中运行以下命令：

gst-launch-1.0 -e v4l2src device=/dev/video2 io-mode=2 ! \
  image/jpeg,width=1280,height=720,framerate=30/1 ! \
  jpegdec ! videoconvert ! tee name=t \
  t. ! queue ! v4l2h264enc ! h264parse ! mp4mux ! filesink location=/opt/out.mp4 \
  t. ! queue ! videoconvert ! waylandsink  fullscreen=true sync=false

此命令以 720p 30 FPS 配置启动相机，并在 h264 视频编码后将其另存为视频文件。如果 gst 管道状态更改为 “PLAYING”，则表示摄像头正在运行。
如果要停止摄像头录制，请按下CTRL+C。
MP4 文件保存在 /opt/ 目录。

命令说明：

v4l2src device=/dev/video2 io-mode=2

从 /dev/video2 设备捕获视频流，io-mode=2 表示使用内存映射（mmap）模式，提高性能。

image/jpeg,width=1280,height=720,framerate=30/1

指定捕获的视频流格式为 MJPEG，分辨率为 1280×720，帧率为 30fps。

jpegdec

解码 MJPEG 格式的视频流，将其转换为原始的 RGB/YUV 格式。

videoconvert

将解码后的视频格式转换为适合后续处理的格式（例如，从 YUV 转换为 RGBA）。

tee name=t

将一路视频流分成两路，后续可以通过 t. 引用这两路流。

t. ! queue

从 tee 元素中取出一路流，并通过 queue 元素进行缓冲。

v4l2h264enc

将视频流编码为 H.264 格式。

h264parse

解析 H.264 编码的视频流，使其符合 MP4 文件格式的要求。

mp4mux

将 H.264 视频流封装为 MP4 文件格式。

filesink location=/opt/out.mp4：

将封装好的 MP4 文件保存到 /opt/out.mp4。

t. ! queue

从 tee 元素中取出另一路流，并通过 queue 元素进行缓冲。

videoconvert

将视频格式转换为适合 Wayland 显示器显示的格式。

waylandsink fullscreen=true sync=false

将视频流输出到 Wayland 显示器,以全屏模式显示视频,禁用同步模式，避免 Wayland 显示器等待数据流，从而提高显示性能。

播放视频文件，请在 device 终端中运行以下命令：

gst-launch-1.0 -e filesrc location=/opt/out.mp4 ! qtdemux ! queue ! h264parse ! v4l2h264dec capture-io-mode=5 output-io-mode=5 !  videocrop top=0 bottom=40 left=0 right=0 ! videoconvert ! waylandsink  fullscreen=true enable-last-sample=false

命令说明：

filesrc location=/opt/out.mp4

从 /opt/out.mp4 文件读取数据。

qtdemux

将 MP4 文件中的视频和音频流分离出来。

queue

缓冲数据，避免处理过程中的数据丢失。

h264parse

解析视频流中的 H.264 编码数据。

v4l2h264dec capture-io-mode=5 output-io-mode=5

使用 V4L2 解码器解码 H.264 视频流，capture-io-mode=5 和 output-io-mode=5 是硬件加速相关的参数。

videocrop top=0 bottom=40 left=0 right=0

由于视频流自动对齐，填充额外的像素信息。导致视频底部有绿边，因此裁剪底部 40 像素。

videoconvert

格式转换元素，确保裁剪后的视频流格式适合 Wayland 显示器。

waylandsink fullscreen=true enable-last-sample=false

将解码后的视频输出到 Wayland 显示器上，并设置为全屏模式，同时禁用最后一帧显示。

预览+拍照

在 device 终端中运行以下命令：

gst-launch-1.0 -e v4l2src device=/dev/video2 io-mode=2 ! \
  image/jpeg,width=1280,height=720,framerate=30/1 ! \
  tee name=t \
  t. ! queue ! jpegdec ! videoconvert ! waylandsink sync=false \
  t. ! queue ! multifilesink location=/opt/shot-%05d.jpg max-files=5

按下CTRL+C，自动保存最后5张图片。

命令说明：

v4l2src device=/dev/video2 io-mode=2

从 USB 摄像头采集 MJPEG 数据。

image/jpeg,width=1280,height=720,framerate=30/1

要求摄像头输出 1280×720@30 fps 的 MJPEG 流。

tee name=t

把同一路流一分为多，后面用 t. 引用。

t. ! queue ! jpegdec ! videoconvert ! waylandsink sync=false

预览分支：解码 MJPEG → 转成 RGB → 送到 Wayland 窗口实时显示。sync=false 减少延迟。

t. ! queue ! multifilesink location=shot-%05d.jpg max-files=5

拍照分支：每一帧原封不动保存为 JPG，文件名自动编号 %05d（5 位数字）。max-files=5 只保留最近 5 张，旧文件被自动删除。

查看照片请在 device 终端中输入以下命令：

gst-launch-1.0 filesrc location=/opt/shot-00036.jpg ! jpegdec ! imagefreeze ! waylandsink fullscreen=true

退出查看，请按下CTRL+C。

命令说明：

filesrc location=/opt/shot-00036.jpg

从文件系统读取 /opt/shot-00036.jpg。

jpegdec

把 JPEG 压缩数据解码成原始 RGB/YUV 像素帧。

imagefreeze

只保留第一帧，后续不断重复这一帧 → 实现“静止图片”效果。

waylandsink fullscreen=true

把图像送到 Wayland 合成器全屏显示。

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