基于EZ-USB FX2的图像采集系统的设计与实现

每次启动采集程序时，系统通过创建USBDeviee实例获得设备句柄，并尝试打开USB设备。当点击程序界面开始采集按钮后，程序通过USB控制端点发送一个开始采集信号，并要求采集卡回传一个设备状态信号。如果设备提示无模拟视频信号连接，则提示用户连接。如果设备准备好，则开始接收图像数据。
由于USB主控制器工作于Slave FIFO模式，采集卡上传到上位机的数据量固定为27MB／S，如果上位机没能及时接收数据必然会导致图像数据丢失，所以程序中使用一个线程(线程1)以异步方式做图像数据接收，实际效果非常好。线程1主要代码如下：


SAA7113H输出的是隔行视频信号，每秒25帧图像，一帧图像需要分两次传输，先传输全部奇场(奇数行)数据，然后传输全部偶场(偶数行)数据，采集卡中将SAA7113H的输出设置为标准YUV4：2：2数据，分辨率为720x576。系统将所有的解码数据不做任何处理直接传送到PC机，数据格式如图4所示。其中，“80 10…”为消隐数据。“FF 00 00 SAV”为一行数据块的开始标志，作为奇场有效行，SAV的值为8X，作为偶场有效行，该值为CX。“FF 00 00 EAV”为一行数据块结束标志，作为奇场有效行结束，EAV的值为9X，作为偶场有效行结束，该值为DX。作为720像素的YUV4：2：2数据，每行一共有720x2=1 440个字节，PC程序需要从所有的数据中找出每一行中有效的1 440个字节数据，并按照实际行顺序将奇场行相偶场行数据重新组合，转换成RGB24位像素点并最终写入BMP文件，实现图像的采集、显示和保存。

数据查找及重组过程中，PC程序会根据YUV4：2：2数据格式做数据块判别，如果发现有出错数据程序会做自动抛弃处理，在对采集数据要求非常严格及单张采集间隔时间较长的场合，程序将发送重新采集信号给采集卡，再一次采集。系统实际使用过程中发现，数据出错情况很少出现，且重发请求后可以得到正确数据。

3 结论
利用本方案设计的图像采集卡可以实现图像的连续采集，并最终以bmp图像格式保存，采集速率每秒最大25帧，适用于所有支持PAL模拟视频格式的摄像机及监控摄像头的图像无损采集，具有成本低、图像清晰等特点，在光学显微镜序列切片图像采集系统中得到了很好的应用。另外，系统经过简单修改后也可实现4个复合视频源输入的分时采集功能。