EZ-USB FX2實現(xiàn)圖像采集系統(tǒng)
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圖3 PC程序總流程圖
每次啟動采集程序時，系統(tǒng)通過創(chuàng)建USBDeviee實例獲得設備句柄，并嘗試打開USB設備。當點擊程序界面開始采集按鈕后，程序通過USB控制端點發(fā)送一個開始采集信號，并要求采集卡回傳一個設備狀態(tài)信號。如果設備提示無模擬視頻信號連接，則提示用戶連接。如果設備準備好，則開始接收圖像數(shù)據(jù)。
由于USB主控制器工作于Slave FIFO模式，采集卡上傳到上位機的數(shù)據(jù)量固定為27MB/S，如果上位機沒能及時接收數(shù)據(jù)必然會導致圖像數(shù)據(jù)丟失，所以程序中使用一個線程(線程1)以異步方式做圖像數(shù)據(jù)接收，實際效果非常好。線程1主要代碼如下：
SAA7113H輸出的是隔行視頻信號，每秒25幀圖像，一幀圖像需要分兩次傳輸，先傳輸全部奇場(奇數(shù)行)數(shù)據(jù)，然后傳輸全部偶場(偶數(shù)行)數(shù)據(jù)，采集卡中將SAA7113H的輸出設置為標準YUV4:2:2數(shù)據(jù)，分辨率為720x576.系統(tǒng)將所有的解碼數(shù)據(jù)不做任何處理直接傳送到PC機，數(shù)據(jù)格式如圖4所示。其中，"80 10…"為消隱數(shù)據(jù)。"FF 00 00 SAV"為一行數(shù)據(jù)塊的開始標志，作為奇場有效行，SAV的值為8X，作為偶場有效行，該值為CX."FF 00 00 EAV"為一行數(shù)據(jù)塊結束標志，作為奇場有效行結束，EAV的值為9X，作為偶場有效行結束，該值為DX.作為720像素的YUV4:2:2數(shù)據(jù)，每行一共有720x2=1 440個字節(jié)，PC程序需要從所有的數(shù)據(jù)中找出每一行中有效的1 440個字節(jié)數(shù)據(jù)，并按照實際行順序將奇場行相偶場行數(shù)據(jù)重新組合，轉換成RGB24位像素點并最終寫入BMP文件，實現(xiàn)圖像的采集、顯示和保存。
圖4 YUV4:2:2數(shù)據(jù)格式
數(shù)據(jù)查找及重組過程中，PC程序會根據(jù)YUV4:2:2數(shù)據(jù)格式做數(shù)據(jù)塊判別，如果發(fā)現(xiàn)有出錯數(shù)據(jù)程序會做自動拋棄處理，在對采集數(shù)據(jù)要求非常嚴格及單張采集間隔時間較長的場合，程序將發(fā)送重新采集信號給采集卡，再一次采集。系統(tǒng)實際使用過程中發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)出錯情況很少出現(xiàn)，且重發(fā)請求后可以得到正確數(shù)據(jù)。
3 結論
利用本方案設計的圖像采集卡可以實現(xiàn)圖像的連續(xù)采集，并最終以bmp圖像格式保存，采集速率每秒最大25幀，適用于所有支持PAL模擬視頻格式的攝像機及監(jiān)控攝像頭的圖像無損采集，具有成本低、圖像清晰等特點，在光學顯微鏡序列切片圖像采集系統(tǒng)中得到了很好的應用。另外，系統(tǒng)經過簡單修改后也可實現(xiàn)4個復合視頻源輸入的分時采集功能。
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