基于USB的高清彩色CCD圖像采集系統

這種結構易于實現，但存在著明顯的不足；效率低下，不適合實時性要求高的場合。
為了進一步提高圖像采集的實時性，在應用程序開發時設計了雙緩沖區交替采集處理的工作方式，如圖9。周期T時應用程序采集數據到緩沖區1，同時處理緩沖區2中的數據；周期T+1時應用程序采集數據到緩沖區2，同時處理緩沖區1中的數據。如此反復交替，可以顯著提高數據采集效率。

系統測試結果表明，與普通的但緩沖區單線程結構相比，這種雙緩沖區多線程結構可以顯著提高圖像傳輸的幀速率。

3 系統測試
通過USB2．0電纜將設備連接到裝有Windows XP系統PC機上面，PC機上面運行采集軟件進行圖像采集。如果圖像模糊不清，可以通過調節設備的鏡頭焦距，使得圖像能夠正確對焦。圖10是整機調試的環境。圖中采集到的圖像數據為CCD的原始并未做處理的有效數據。圖像的分辨率為1 360x1 024約等于140萬像素。最快可以實現7．5 frams／s的采集速率。

4 結論
本文設計了一個基于USB的彩色CCD圖像采集系統，系統采用USB總線供電且能穩定工作，采集到140萬的高清彩色圖像，并最快能實現7．5 frame／s的動態圖像采集。文章從硬件方面詳細的敘述了整個系統的架構設計，CCD驅動電路的設計以及高速USB2．0接口的設計方案。軟件方面闡述了AD相關雙采樣，USB固件程序的設計框架以及上位機多線程、雙緩沖的設計思路。總之，本系統的設計方法對基于USB的圖像采集系統的軟硬件設計都具有重要的參考價值。