DALSA线阵CCD开发纪要（C++）-- 缓冲区读

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blog.csdn.net/lyc_daniel/… 基于Qt的Sapera LT开发

应用背景：晶体表面疵病工业检测，导轨运动的光栅尺反馈系统产生的脉冲用于外触发Dalsa相机进行图像采集。

解决问题：Dalsa线阵CCD直接采集的图像是当前一行的图像，配套的采集卡中用于存储图像的缓冲区有限，当平台连续长距离运动时，如果不及时读取缓冲区的图像，新采集的图像将覆盖之前采集的图像。

阅读Dalsa相机的开发文档中的继承图，如下：

我们最为关心的是缓冲区的内容SapBuffer和将采集内容转运到缓冲区的SapAcqToBuf，细心一点的话还能看到采集内容转运到缓冲区的回调函数的Info。

查看官方提供的一些开发Demo

1. // Transfer callback function is called each time a complete frame is transferred.
2. // The function below is a user defined callback function.
3.  
4.  
5. void XferCallback(SapXferCallbackInfo *pInfo)
6. {
7.    // Display the last transferred frame
8.    SapView *pView = (SapView *) pInfo->GetContext();
9.    pView->Show();
10. }
11. // Example program
12. //
13. main()
14. {
15.    // Allocate acquisition object
16.    SapAcquisition *pAcq =
17.       new SapAcquisition(SapLocation (“X64-CL_1”, 0), “MyCamera.ccf”);
18.  
19.    // Allocate buffer object, taking settings directly from the acquisition
20.    SapBuffer *pBuffer = new SapBuffer(1, pAcq);
21.  
22.    // Allocate view object, images will be displayed directly on the desktop
23.    SapView *pView = new SapView(pBuffer, SapHwndDesktop);
24.  
25.    // Allocate transfer object to link acquisition and buffer
26.    SapTransfer *pTransfer = new SapTransfer(XferCallback, pView);
27.    pTransfer->AddPair(SapXferPair(pAcq, pBuffer));
28.  
29.    // Create resources for all objects
30.    BOOL success = pAcq->Create();
31.    success = pBuffer->Create();
32.    success = pView->Create();
33.    success = pTransfer->Create();
34.  
35.  
36.    // Start a continuous transfer (live grab)
37.    success = pTransfer->Grab();
38.    printf("Press any key to stop grab\n");
39.    getch();
40.  
41.  
42.  
43.  
44.    // Stop the transfer and wait (timeout = 5 seconds)
45.    success = pTransfer->Freeze();
46.    success = pTransfer->Wait(5000);
47.    printf("Press any key to terminate\n");
48.    getch();
49.  
50.    // Release resources for all objects
51.    success = pTransfer->Destroy();
52.    success = pView->Destroy();
53.    success = pBuffer->Destroy();
54.    success = pAcq->Destroy();
55.  
56.    // Free all objects
57.    delete pTransfer;
58.    delete pView;
59.    delete pBuffer;
60.    delete pAcq;
61.  
62.    return 0;
63. }

不难发现：

 

首先需要建立Acquisition，这里有设备信息，需要采集的图像信息和设置（如图像宽度，高度），亦可通过官方SDK自带的GUI对话框读取配置文件很快键地得到。

其次建立我们想要的缓冲区，由于我们的基本配置信息已经通过Acquisition得到，因此在SapBuffer的众多重载函数中选取了

1. SapBuffer(
2. int count,
3. SapXferNode* pSrcNode,
4. SapBuffer::Type type = SapBuffer::TypeScatterGather,
5. SapLocation loc = SapLocation::ServerSystem
6. );

其中count为缓冲区的数目，它们显然具有同配置文件中图像的大小，数据格式。SapXferNode为SapAcquisition的父类，直接传递Acquisition的指针即可，后面采用默认的参数。

（接下来是用于显示图像的SapView类，将缓冲区与用于显示的控件的窗口句柄绑定起来，就可以将图像显示在指定的控件上。这个与采集过程关系不大，但可视化这个，大家懂得。）

接下来是比较重要的步骤，建立了从图像数据采集到缓冲区的转移步骤。由于获取完整图像（理想情况下图像高度设置在80000，但缓冲区大小有限，设置在30000）时间较长，因此有足够的时间将缓冲区数据读取出来，不存在采集的速率高于转移的速率，用不上垃圾缓存区，因此使用下面的函数

1. SapTransfer(
2. SapXferCallback pCallback = NULL,
3. void* pContext = NULL,
4. SapLocation loc = SapLocation::ServerUnknown
5. );

第一个为回调函数，第二个为回调函数的上下文信息，其实就是用于传递到回调函数的参数。

SDK中对此有一段话解答了我对这种线阵CCD图像和采集卡的使用方式：之前一直误以为一个Acquisition是获取当前一帧图像（即一次曝光获取的图像，一行图像），而事实上是已经拼接成整张图像（设置信息中的图像宽度和高度）。

 

By default, regular and trash buffer callback functions are called at each end of frame event, that is, when a complete image has been transferred.

SDK中特别指出

If you use this class , you must use the AddPair method to add transfer pairs of source and destination nodes. You must do this before calling the Create method.

所以后面紧接着写了addPair，将缓存区与采集区绑定起来。

接下里就是他们各自的创建了Create，使用默认的创建方法就好，其他定制化的方法没必要，也不会。

仿照着写了一个初始化的代码

1. // TODO: 在此添加额外的初始化代码
2.  
3. CAcqConfigDlg dlg(this, NULL);
4.  
5. if (dlg.DoModal() == IDOK)
6.  
7. {
8.  
9. // Define on-line objects
10.  
11. m_pAcq = new SapAcquisition(dlg.GetAcquisition());
12.  
13. m_pBuffer = new SapBuffer(2, m_pAcq);
14.  
15. m_pView = new SapView(m_pBuffer, GetDlgItem(IDC_STATIC_VIEW)->GetSafeHwnd());
16.  
17. m_pTransfer = new SapTransfer(XferCallback, this);
18.  
19. m_pTransfer->AddPair(SapXferPair(m_pAcq, m_pBuffer));
20.  
21.  
22. }
23.  
24. else
25.  
26. {
27.  
28. // Define off-line objects
29.  
30. m_pBuffer = new SapBuffer();
31.  
32. }
33.  
34. m_pAcq->Create();
35.  
36. m_pBuffer->Create();
37.  
38. m_pTransfer->Create();
39.  
40. m_pView->Create();

这里用到了官方的GUI配置对话框CAcqConfigDlg，而且开启了两个缓存区，这是因为在连续采集的过程中，如果要读取图像需要时间，这时候只有一个缓冲区，该缓冲区的前半部分将会被新采集转移的覆盖，而开启两个缓冲区，可以将新采集图像数据的转移到另一个缓冲区，循环错开就能避免这个问题。

 

重点就是回调函数的写法了。上一个代码区主要是用来显示新采集的图像。

我重写个及时保存图像的代码

1. void CDalsaCameraDlg::XferCallback( SapXferCallbackInfo *pInfo )
2.  
3. {
4.  
5. CDalsaCameraDlg* pDlg = (CDalsaCameraDlg*)(pInfo->GetContext());
6.  
7. int pitch = pDlg->m_pBuffer->GetPitch();
8.  
9.  
10. // Get the buffer data address
11.  
12. BYTE pData;
13.  
14. void* pDataAddr = &pData;
15.  
16. bool success = pDlg->m_pBuffer->GetAddress(staticCount, &pDataAddr);
17.  
18. int width = pDlg->m_pBuffer->GetWidth();
19.  
20. int height = pDlg->m_pBuffer->GetHeight();
21.  
22. Mat img = Mat::zeros(cv::Size(width, height), CV_8U);
23.  
24. memcpy(img.data, pDataAddr, width*height);
25.  
26.  
27.  
28. if (staticCount== 0)
29.  
30. {
31.  
32. imwrite("C:\\123.bmp", img);
33.  
34. staticCount = 1;
35.  
36. }
37.  
38. else (staticCount == 1)
39.  
40. {
41.  
42. imwrite("C:\\456.bmp", img);
43.  
44. staticCount = 0;
45.  
46. }
47.  
48. success = pDlg->m_pBuffer->ReleaseAddress(pDataAddr);
49.  
50. }

由于函调函数只能是静态成员函数，因此无法调用非静态成员函数和非静态成员变量，我们又需要读取缓冲区的内容，因此只能将整个类的指针传递到回调函数中来，并重新生成了这个类（这个有点像太乙真人用莲藕重造了哪吒的感觉）

 

这样就能操纵采集到的缓冲区类SapBuffer了，利用getAddress获取图像数据的首地址，这里用了

BOOL GetAddress(int index, void** pData);

其中index为缓冲区的序号，这样控制序号就可以交替读取两个缓冲区的数据内容了。每采集到一个完整图像之后读取一个缓冲区，而这段时间内新采集的图像存储在下一个缓冲区，数据之间不会存在覆盖的问题，而且能及时读出图像，保存在硬盘里。

这里使用了OpenCV图像库来保存图像，主要是windows自带的Bitmap不会（囧）。

最后程序终结直接记得释放新开辟的指针变量

1. void CDalsaCameraDlg::OnDestroy()
2.  
3. {
4.  
5. CDialogEx::OnDestroy();
6.  
7.  
8. // TODO: 在此处添加消息处理程序代码
9.  
10. // Release and free resources for SapBuffer object
11.  
12.  
13. if (nullptr != m_pView)
14.  
15. {
16.  
17. m_pView->Destroy();
18.  
19. delete m_pView;
20.  
21. }
22.  
23. if (nullptr != m_pTransfer)
24.  
25. {
26.  
27. m_pTransfer->Destroy();
28.  
29. delete m_pTransfer;
30.  
31. }
32.  
33. if (nullptr != m_pBuffer)
34.  
35. {
36.  
37. m_pBuffer->Destroy();
38.  
39. delete m_pBuffer;
40.  
41. }
42.  
43. if (nullptr != m_pAcq)
44.  
45. {
46.  
47. m_pAcq->Destroy();
48.  
49. delete m_pAcq;
50.  
51. }
52.  
53. }

最好是按照开辟的顺序反过来一一释放，原因在于如SapTransfer是依赖于绑定的Acquisition和Buffer的，倘若先释放销毁掉Acquisition和Buffer，再销毁SapTransfer时欲解除与Acquisition和Buffer的联系时，发现已经找不到这两位了。

 

希望赶紧做我的毕设，这个Dalsa相机的开发到此结束。