2008 CM4 HDMI IN mini
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关键词
树莓派、Raspberry Pi、CM4核心板、RPiOS、视频采集、HDMI、RTMP推流、直播
一、简介
CM4 HDMI视频采集卡是基于树莓派CM4核心板所设计的，针对有视频采集需求的用户的低成本方案，支持所有的树莓派CM4核心板版本。
这几年直播市场和网课市场都非常红火，对这两类应用都有一个需求，就是高清推流和视频录制。
有些网课和视频只能在线观看，此时可以借助一些录制设备进行转录，传统的PC方案或者采集卡方案虽然性能强悍，但是成本高昂，功耗巨大。针对主流的1080P市场需求，我们推出了一款基于树莓派平台的视频采集卡产品，通过板载USB视频采集芯片捕获视频信息，再由树莓派来编码和存储，可实现1080P的30帧实时预览和1080P的30帧视频采集保存。配合各类USB-C/Lightning to HDMI转接线即可转录各平台各种视频资源。
对直播推流而言，在一些特定场景如夜间直播和高清直播，都会采用专业单反/无反/微单作为信号源，此时就需要一台转换设备将专业单反/无反/微单输出的高清HDMI推流出去。我们这款CM4_HDMIl_IN视频采集设备即可将输入的HDMI信号推流出去。
对于视频录制功能，我们采用VLC软件和Guvcview软件。
对于直播推流功能，我们采用OBS推流软件。
注意：直播推流涉及到平台账号，客户需要自行实名注册申请。我司不提供此类技术支持。
二、硬件资源
1. 供电：5V3A USB Type-C口，也是烧写口，用于带eMMC的CM4核心板烧写；
2. 一路千兆以太网；
3. 一路标准 HDMI 输出，支持4K；
4. 一路标准HDMI 输入，支持 1080p 分辨率；
5. 一个录制按键；
6. 三路 USB2.0 Host，其中两路USB-A，一路1.25mm-4PIN；
7. 一路TF卡座，仅用于无eMMC的树莓派CM4核心板烧写用；
8. 一路BOOT跳线，用于带eMMC的树莓派CM4核心板烧写；
9. 一路3.3V风扇电源口，2.54mm-2P；
10. 引出40PIN GPIO引脚，完全兼容树莓派4B的40PIN GPIO；
11. 尺寸：85*70mm，板材通过UL认证和ROHS认证，防火等级94V-0；
12. 全铝合金外壳。
三、系统烧写
本文档采用树莓派OS进行测试。
树莓派OS的版本为2024-10-22-raspios-bookworm-arm64.img.xz，树莓派OS下载地址：
https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/#raspberry-pi-os-64-bit
对于带eMMC的核心板，系统烧写在eMMC内，若核心板不带eMMC，则系统烧写在TF卡内。
使用带eMMC的核心板，硬件上操作如下：扩展板上BOOT脚用短路帽短接，然后USB-C口接电脑。
烧写完成后，短路帽拔掉，重新上电，即可启动系统。
烧写方法请参阅：
四、树莓派OS下的视频捕捉
4.1 准备工作
在树莓派终端中输入lsusb，确保有红框中的视频设备：
输入ls /dev/video*，确保有/dev/video0：
有了 video0设备之后，我们就可以开始后续的视频采集和视频推流直播的操作。
视频采集卡上有两个HDMI接口，HDMI IN接口是视频输入接口，接视频输入源（即采集源）；HDMI OUT接口是视频输出接口，接显示器，显示在CM4上运行的系统。
4.2 使用VLC软件进行视频捕捉
树莓派OS已经默认安装了VLC软件，在左上角树莓派标志—Sound & Video，可以找到VLC软件：
点击打开软件：
点击“Tools - Preferences”，点击Video选项卡，把Display中的Output设置为“OpenGL for Embedded Systems 2 video output”：
保存后就可以查看输入源了。
点击“Media - Open Capture Device...”，在Capture Device选项卡中，按下图设置音视频设备：
设置完毕后点击“Play”按钮，即可查看输入源的实时图像：
如果需要捕捉视频，则在Capture Device选项卡中设置完毕后，点击“Play”按钮旁边的箭头，再点击“Convert”：
在弹出的窗口中，Settings下的Profile中，建议选择“Video - H.264 + MP3 (MP4)”，当然也可以按照自己的需求选择其它的视频格式：
然后点击“Browse”按钮，选择捕捉的视频的存放位置，再点击“Save”：
最后点击“Start”按钮，即可进行视频捕捉：
注意：视频捕捉时不能观看输入源的图像。
我们录制了一段3分57秒的视频，视频具体参数如下：
4.3 使用Guvcview软件进行视频捕捉
需要安装Guvcview软件。在树莓派终端中输入：
sudo apt install guvcview
安装完毕后，在左上角树莓派标志—Sound & Video，可以找到Guvcview软件，点击打开软件，软件默认使用/dev/video0作为输入源，直接显示输入源的图像：
点击“Video Controls”选项卡，可以设置各类视频参数，分辨率最大支持1920*1080：
“Audio Controls”选项卡中，可以设置各类音频参数：
设置完毕后，点击按钮栏中的“Cap. Video”按钮即可捕捉视频，此时视频窗口仍然可以继续显示输入源的图像。
软件会自动将生成视频保存在主目录下，视频捕捉完毕点击“Stop Video”按钮，稍等片刻（即“Stop Video”变成“Cap. Video”）视频即保存完毕：
我们录制了一段4分12秒的视频，视频具体参数如下：
五、树莓派OS下的视频推流直播
5.1 安装视频推流软件OBS
5.1.1 安装软件
我们采用OBS作为视频推流软件。安装命令为：
sudo apt update
sudo apt install libfdk-aac2 libfdk-aac-dev
sudo apt install obs-studio
安装完毕后，直接点击图标启动OBS，会报显卡驱动错误：
我们需要在树莓派终端中执行下列命令来启动OBS：
MESA_GL_VERSION_OVERRIDE=3.3 obs
5.1.2 使用脚本启动软件
显然每次这么做很不方便，我们可以使用脚本来直接启动（下面命令中的mcuzone目录为用户主目录，请以实际为准）：
sudo nano /home/mcuzone/obs.sh
在这个文件中，添加：
MESA_GL_VERSION_OVERRIDE=3.3 obs
然后保存并退出，给该文件赋予权限：
sudo chmod +x /home/mcuzone/obs.sh
这样我们就可以通过点击这个obs.sh来启动OBS软件了。
5.1.3 点击图标启动软件
如果想直接点击图标启动OBS，请按下列步骤进行：
点击桌面左上角树莓派图标 - Preferences - Main Menu Editor - Sound & Video
双击“OBS Studio”，在弹出的窗口中，“Command”框中，填入：
/home/mcuzone/obs.sh
保存后退出，这样就可以点击图标启动OBS了。
5.1.4 开机自启动软件
如果需要开机自启动OBS，需要做如下设置：
sudo mkdir /home/mcuzone/.config/autostart
sudo nano /home/mcuzone/.config/autostart/obs.desktop
在这个obs.desktop文件中添加下列内容：
[Desktop Entry]
Type=Application
Exec=/home/mcuzone/obs.sh
保存后退出，重启系统，就可以在进入桌面后自动启动OBS了。
5.2 获得推流参数
5.2.1 获得b站推流参数
请参阅以下链接：
https://www.bilibili.com/opus/688919050706747398
只需参考第一部分“b站设置”，树莓派端的OBS设置下一节会详细讲解。
通过设置，我们获得了两个参数，分别是服务器地址和串流密钥。
5.2.2 获得微博推流参数
请参阅以下链接：
https://weibo.com/l/wblive/act/k2mw80kz3kw0
通过设置，我们获得了两个参数，分别是服务器地址和串流密钥。
5.3 OBS的推流设置和视频直播
5.3.1 推流设置
启动OBS，以b站直播为例，点击“File - Settings - Stream”，“Service”选择“Custom...”，“Server”填入服务器地址，“Stream Key”填入串流密钥：
然后点击“OK”即设置完毕。
5.3.2 直播源设置
点击“Sources”下的+号，点击“Video Capture Device (V4L2)”：
直接点击“OK”：
按下图设置后保存：
点击“Sources”下的+号，点击“Audio Input Capture (PulseAudio)”：
直接点击“OK”：
按下图设置后保存：
设置完毕后，我们就可以在主界面上看到直播源图像，以及音频音量：
5.3.3 开始直播
点击“Controls”下面的“Start Streaming”，就可以开始直播了，以b站为例，我们可以通过b站提供的直播地址观看直播：
如果需要在树莓派端录制直播视频，可以点击“Controls”下面的“Start Recording”开始录制，此时视频窗口仍然可以继续显示输入源的图像。录制完毕后，软件会自动将生成视频保存在主目录下。
我们录制了一段1分49秒的视频，视频具体参数如下：
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