DALSA线阵CCD开发纪要（C++）

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

// Transfer callback function is called each time a complete frame is transferred.
// The function below is a user defined callback function.



void XferCallback(SapXferCallbackInfo *pInfo)
{
   // Display the last transferred frame
   SapView *pView = (SapView *) pInfo->GetContext();
   pView->Show();
}
// Example program
//
main()
{
   // Allocate acquisition object
   SapAcquisition *pAcq =
      new SapAcquisition(SapLocation (“X64-CL_1”, 0), “MyCamera.ccf”);

   // Allocate buffer object, taking settings directly from the acquisition
   SapBuffer *pBuffer = new SapBuffer(1, pAcq);

   // Allocate view object, images will be displayed directly on the desktop
   SapView *pView = new SapView(pBuffer, SapHwndDesktop);

   // Allocate transfer object to link acquisition and buffer
   SapTransfer *pTransfer = new SapTransfer(XferCallback, pView);
   pTransfer->AddPair(SapXferPair(pAcq, pBuffer));

   // Create resources for all objects
   BOOL success = pAcq->Create();
   success = pBuffer->Create();
   success = pView->Create();
   success = pTransfer->Create();

 
   // Start a continuous transfer (live grab)
   success = pTransfer->Grab();
   printf("Press any key to stop grab\n");
   getch();




   // Stop the transfer and wait (timeout = 5 seconds)
   success = pTransfer->Freeze();
   success = pTransfer->Wait(5000);
   printf("Press any key to terminate\n");
   getch();

   // Release resources for all objects
   success = pTransfer->Destroy();
   success = pView->Destroy();
   success = pBuffer->Destroy();
   success = pAcq->Destroy();

   // Free all objects
   delete pTransfer;
   delete pView;
   delete pBuffer;
   delete pAcq;

   return 0;
}

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

SapBuffer(
int count,
SapXferNode* pSrcNode,
SapBuffer::Type type = SapBuffer::TypeScatterGather,
SapLocation loc = SapLocation::ServerSystem
);

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

SapTransfer(
SapXferCallback pCallback = NULL,
void* pContext = NULL,
SapLocation loc = SapLocation::ServerUnknown
);

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

// TODO: 在此添加额外的初始化代码
	CAcqConfigDlg dlg(this, NULL);
	if (dlg.DoModal() == IDOK)
	{
		// Define on-line objects
		m_pAcq		= new SapAcquisition(dlg.GetAcquisition());
		m_pBuffer	= new SapBuffer(2, m_pAcq);
		m_pView		= new SapView(m_pBuffer, GetDlgItem(IDC_STATIC_VIEW)->GetSafeHwnd());
		m_pTransfer = new SapTransfer(XferCallback, this);
		m_pTransfer->AddPair(SapXferPair(m_pAcq, m_pBuffer));

	}
	else
	{
		// Define off-line objects
		m_pBuffer	= new SapBuffer();
	}
	m_pAcq->Create();
	m_pBuffer->Create();
	m_pTransfer->Create();
	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

void CDalsaCameraDlg::XferCallback( SapXferCallbackInfo *pInfo )
{
	CDalsaCameraDlg* pDlg = (CDalsaCameraDlg*)(pInfo->GetContext());
	int pitch = pDlg->m_pBuffer->GetPitch();
	
	// Get the buffer data address
	BYTE pData;
	void* pDataAddr = &pData;
	bool success = pDlg->m_pBuffer->GetAddress(staticCount, &pDataAddr);
	int width = pDlg->m_pBuffer->GetWidth();
	int height = pDlg->m_pBuffer->GetHeight();
	Mat img = Mat::zeros(cv::Size(width, height), CV_8U);
	memcpy(img.data, pDataAddr, width*height);
	
	
	if (staticCount== 0)
	{
		imwrite("C:\\123.bmp", img);
		staticCount = 1;
	}
	else (staticCount == 1)
	{
		imwrite("C:\\456.bmp", img);
		staticCount = 0;
	}
	success = pDlg->m_pBuffer->ReleaseAddress(pDataAddr);
}

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

void CDalsaCameraDlg::OnDestroy()
{
	CDialogEx::OnDestroy();

	// TODO: 在此处添加消息处理程序代码
	// Release and free resources for SapBuffer object
	
	if (nullptr != m_pView)
	{
		m_pView->Destroy();
		delete m_pView;
	}
	if (nullptr != m_pTransfer)
	{
		m_pTransfer->Destroy();
		delete m_pTransfer;
	}
	if (nullptr != m_pBuffer)
	{
		m_pBuffer->Destroy();
		delete m_pBuffer;
	}
	if (nullptr != m_pAcq)
	{
		m_pAcq->Destroy();
		delete m_pAcq;
	}
}

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。