4.6. 原始 VBI 資料介面¶
VBI 是垂直消隱間隔的縮寫，是模擬影片訊號線序列中的一個間隙。在 VBI 期間不傳輸影像資訊，從而允許陰極射線管電視的電子束返回到螢幕頂部所需的時間。使用示波器，您會在這裡找到垂直同步脈衝和短資料包 ASK 調製 [1] 到影片訊號上。這些是 Teletext 或 Closed Caption 等服務的傳輸。
此介面型別的主題是原始 VBI 資料，它從影片訊號中取樣，或者新增到訊號以進行輸出。資料格式類似於未壓縮的影片影像，即若干行乘以每行的若干個樣本，我們稱之為 VBI 影像。
按照慣例，V4L2 VBI 裝置透過名為 /dev/vbi 和 /dev/vbi0 到 /dev/vbi31 的字元裝置特殊檔案訪問，主裝置號為 81，次裝置號為 224 到 255。/dev/vbi 通常是指向首選 VBI 裝置的符號連結。此約定適用於輸入和輸出裝置。
為了解決查詢相關影片和 VBI 裝置的問題，VBI 捕獲和輸出也可以作為 /dev/video 下的裝置功能使用。要使用這些裝置捕獲或輸出原始 VBI 資料，應用程式必須呼叫 VIDIOC_S_FMT ioctl。作為 /dev/vbi 訪問時，原始 VBI 捕獲或輸出是預設的裝置功能。
4.6.1. 查詢能力¶
支援原始 VBI 捕獲或輸出 API 的裝置分別在 v4l2_capability 結構的 capabilities 欄位中設定 V4L2_CAP_VBI_CAPTURE 或 V4L2_CAP_VBI_OUTPUT 標誌，該結構由 ioctl VIDIOC_QUERYCAP ioctl 返回。必須支援至少一種讀取/寫入或流式 I/O 方法。VBI 裝置可能有也可能沒有調諧器或調製器。
4.6.2. 補充功能¶
VBI 裝置應根據需要支援 影片輸入或輸出、調諧器或調製器和 控制元件 ioctl。影片標準 ioctl 提供對程式設計 VBI 裝置至關重要的資訊，因此必須支援。
4.6.3. 原始 VBI 格式協商¶
原始 VBI 取樣能力可能會有所不同，尤其是取樣頻率。為了正確解釋資料，V4L2 指定了一個 ioctl 來查詢取樣引數。此外，為了允許一定的靈活性，應用程式還可以建議不同的引數。
與往常一樣，這些引數在 open() 時 不會 重置，以允許 Unix 工具鏈，程式設計裝置，然後像讀取普通檔案一樣從中讀取。編寫良好的 V4L2 應用程式應始終確保它們真正獲得所需的內容，請求合理的引數，然後檢查實際引數是否合適。
要查詢當前的原始 VBI 捕獲引數，應用程式將 v4l2_format 結構的 type 欄位設定為 V4L2_BUF_TYPE_VBI_CAPTURE 或 V4L2_BUF_TYPE_VBI_OUTPUT，並使用指向此結構的指標呼叫 VIDIOC_G_FMT ioctl。驅動程式填充 fmt 聯合體的 v4l2_vbi_format vbi 成員。
要請求不同的引數，應用程式如上所述設定 v4l2_format 結構的 type 欄位，並初始化 fmt 聯合體的 v4l2_vbi_format vbi 成員的所有欄位，或者最好只是修改 VIDIOC_G_FMT 的結果，並使用指向此結構的指標呼叫 VIDIOC_S_FMT ioctl。僅當給定的引數不明確時，驅動程式才返回 EINVAL 錯誤程式碼，否則它們會根據硬體功能修改引數並返回實際引數。當驅動程式在此點分配資源時，它可能會返回 EBUSY 錯誤程式碼，以指示返回的引數有效，但當前無法使用所需的資源。例如，當要捕獲的影片和 VBI 區域重疊時，或者當驅動程式支援多個開啟並且另一個程序已請求 VBI 捕獲或輸出時，可能會發生這種情況。無論如何，應用程式必須預期其他資源分配點可能會返回 EBUSY，在 ioctl VIDIOC_STREAMON, VIDIOC_STREAMOFF ioctl 和第一個 read() 、 write() 和 select() 呼叫時。
VBI 裝置必須同時實現 VIDIOC_G_FMT 和 VIDIOC_S_FMT ioctl，即使 VIDIOC_S_FMT 忽略所有請求並且始終返回預設引數，如 VIDIOC_G_FMT 所做的一樣。VIDIOC_TRY_FMT 是可選的。
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type v4l2_vbi_format¶
__u32 |
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每秒樣本數，即單位為 1 Hz。 |
__u32 |
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VBI 影像的水平偏移量，相對於線路同步脈衝的前沿，以樣本計數：VBI 影像中的第一個樣本將位於前沿之後 |
__u32 |
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__u32 |
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定義 影像格式 中的樣本格式，四字元程式碼。[2] 通常這是 |
__u32 |
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這是與 VBI 影像的第一行關聯的掃描系統行號，分別是第一場和第二場。有關有效值，請參見 圖 4.2. ITU-R 525 行編號 (M/NTSC 和 M/PAL) 和 圖 4.3. ITU-R 625 行編號。 |
__u32 |
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第一場和第二場影像中的行數，分別。 |
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驅動程式應儘可能靈活。例如，可以將 VBI 捕獲視窗向下擴充套件或移動到影像區域，從而實現“全場模式”以捕獲嵌入在影像中的資料服務傳輸。 如果不需要來自相應場的資料，應用程式可以將第一個或第二個 兩個 要初始化 |
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__u32 |
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請參見下面的 原始 VBI 格式標誌。當前只有驅動程式設定標誌，應用程式必須將此欄位設定為零。 |
__u32 |
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此陣列保留用於將來的擴充套件。驅動程式和應用程式必須將其設定為零。 |
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0x0001 |
此標誌指示無法正確區分場的硬體。通常，VBI 影像首先在記憶體中儲存第一場（較低的掃描線號）。這可能是頂部或底部場，具體取決於影片標準。設定此標誌後，可以首先儲存第一場或第二場，但是這些場仍然按照正確的時序順序排列，較舊的場首先儲存在記憶體中。[3] |
|
0x0002 |
預設情況下，兩個場影像將依次傳遞；第一場的所有行後跟第二場的所有行（比較 場順序 |
圖 4.1. 線路同步¶
圖 4.2. ITU-R 525 行編號 (M/NTSC 和 M/PAL)¶
圖 4.3. ITU-R 625 行編號¶
請記住，VBI 影像格式取決於所選的影片標準，因此應用程式必須首先選擇新標準或查詢當前標準。驅動程式應拒絕在格式協商之前或之後讀取或寫入資料的嘗試，或在切換可能使協商的 VBI 引數無效的影片標準之後進行嘗試。活動 I/O 期間不允許格式更改。
4.6.4. 讀取和寫入 VBI 影像¶
為了確保與場號同步並簡化實現，一次傳遞的最小資料單位是一個幀，該幀由立即在記憶體中跟隨的 VBI 影像的兩個場組成。
幀的總大小計算如下
(count[0] + count[1]) * samples_per_line * sample size in bytes
樣本大小最有可能始終為一個位元組，應用程式必須檢查 sample_format 欄位，以便與其他驅動程式正常工作。
VBI 裝置可能支援 讀取/寫入 和/或流式傳輸（記憶體對映 或 使用者指標）I/O。後者具有透過使用緩衝區時間戳同步影片和 VBI 資料的可能性。
請記住，如果所需的硬體資源暫時不可用，例如裝置已被另一個程序使用，則 VIDIOC_STREAMON ioctl 和第一個 read() 、 write() 和 select() 呼叫可以是資源分配點，從而返回 EBUSY 錯誤程式碼。