摘要：針對Matrox Meteor-II／Digital圖像采集卡配套軟件不具有實時數據處理功能的問題，根據項目需要提出了一個基于Matrox Meteo r-Ⅱ／Digital圖像采集卡的圖像采集系統，并完成了系統搭建及軟件設計。該系統的硬件平臺由CCD、Matrox Meteor-II／Digital圖像采集卡及計算機組成；軟件部分基于Matrox圖像采集卡的模式識別庫函數(Matrox Imaging Library)，用VC++多線程編程來實現連續圖像采集和單幀存儲及實時處理等功能。試驗表明，該系統操作簡單、方便，且已經在實驗室正常運行。
關鍵詞：圖像采集卡；連續圖像采集；單幀存儲；采集處理系統；多線程編程

簡單的計算機圖像處理系統由攝像頭、微機及圖像采集卡構成，其結構簡單，應用廣泛。與傳統的圖像顯示、處理比較，利用圖像采集卡軟件基本控制庫對攝像機攝取的模擬圖像信號進行數字轉化，提供計算機處理所需的數字圖像信號，對現有的圖像文件的讀取、處理，都具有實現簡單、原理清晰、通用性好的優點。
在眾多的圖像采集產品中，加拿大Matrox公司的圖像采集卡，別具特色。它用RS-422或LVDS差分信號標準，采集黑白／分量RGB，面陣／線陣信號，是一種PCI或PC／104-Plus格式視頻采集卡。并且將極具價值且功能強大的函數擴展性能集成到了采集卡上，可以實時采集且將采集到的圖像傳輸到系統內存進行處理或顯存以實時活動視頻窗口進行顯示，速率可達130MB／s。
正因為如此，使得Matrox Meteor-Ⅱ／Digital圖像采集卡脫穎而出。但是，由于其連續圖像采集不能實現實時存儲的功能，所以就對研究連續圖像的變化、圖像實時處理和分析帶來了極大的不便。于是，根據項目需要，文中提出了基于Matrox Meteor-II／Digital圖像采集卡的硬件平臺以及其圖像識別庫函數(MIL)的圖像采集系統，主要是在CCD攝像機的采集速率比較低(例如：在圖片大小為1 024x1 024像素下，采集速率為4幀／秒)的情況下，調用MIL函數庫里的單幀采集函數來實現連續圖像實時采集、顯示及處理，并且把實時采集到的每幀圖像及處理結果都分別存儲。

1 系統整體設計
針對實驗室中某航天項目中需要進行圖像實時采集處理的需求，結合Matrox Meteor-Ⅱ／Digital圖像采集卡的硬件平臺以及其圖像識別庫函數(MIL)，經過分析得到需要設計的系統如圖1所示：CCD捕捉外界的光信息并轉換為電信號，該電信號經傳輸到圖像采集卡采集，然后通過圖像采集卡的PCI接口將采集到的圖像數據傳送到計算機，在計算機中內存中進行實時處理及存貯，并同時顯示。

要想完如上功能，必須做好如下事情。圖像采集卡要開辟卡上臨時存貯單元，以完成圖像數據的臨時存貯及處理；CCD采集速率不能太高，需要滿足下一幅圖像信息到來之前，本副圖像數據已經完成處理及存貯，這里選擇CCD采集速率為4幀／秒，符合試驗要求；在計算機種開辟內存，編寫相應的圖像處理程序。

2 采集系統硬件平臺
該采集系統采用的CCD為非標準單色相機，實驗室自行購置并經過改進，采集速率為4幀／秒，每幀圖片大小為1024x1024像素。計算機為Windows XP系統平臺，1G內存，160G硬盤，CPU頻率為2．7GHz。
圖像采集卡為Matrox Meteor-Ⅱ／Digital圖像采集卡，該卡的主要特點如下：
a．采集數字面陣／線陣信號，包括多抽頭配置
b．32-bit寬RS-422或LVDS接口(可配置4x8-bit，2x16-bit，1x32bit)
c．采樣率RS-422下達到25MHz，LVDS下達到40 MHz
d. 可配置LUT(4個256x8-bit或2個4 k×16-bit)
e．觸發輸入，時鐘輸出(分離的RS-422／LVDS像素時鐘(入和出)，行／場同步(入和出)，有效輸出和兩路計時器(曝光)輸出)
f. PCI總線主模式32-bit／33 MHz
g．實時傳輸到系統或顯卡
h．擴展板上緩存，確保采集
i．RS-232串口
j．軟件包括Matrox Imaging Library(MIL)／ActiveMIL，MIL-Lite／ActiveMIL-Lite和Matrox Inspector

3 軟件實現
Matrox公司圖像采集卡帶有豐富的程序庫-MIL-LITE(基本控制庫)和MIL(Matrox Imaging Library模式識別庫)，具有易于使用的特點。它通過引入“函數驅動層”，使源代碼具有硬件無關性，可實現對Matrox不同圖像采集卡以及不同CCD配置的操作和使用。在VC中調用圖像采集卡的圖像采集處理函數，就可以做到集成性好，信息獲取直觀，編程方便，實現圖像采集任意存儲的目的。故軟件系統采用WindowsXP操作系統作為系統軟件運行平臺，在Windows XP下，利用VC++語言編程通過調用MIL庫函數實現圖像采集。
利用MIL庫首先必須分配一個應用對象，相當于創建一個圖像處理的控制和執行環境，在應用對象下可以建立多個系統，一個系統下可以建立多個數據緩存、數字轉換器和數據顯示，將圖像文件讀入數據緩存，將緩存內容放到指定的文件，這樣就可以實現圖像的任意存儲和顯示。其軟件組織結構和流程圖如圖2所示。