DALSA线阵CCD开发纪要（C++）-- 缓冲区读

https://blog.csdn.net/leo_888/article/details/81084526

https://blog.csdn.net/lyc_daniel/article/details/9065475 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

// 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。

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