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随着技术的进步，人们对数据吞吐量的需求越来越大，尤其是在高速数据采集及高分辨率视频图像传输领域。超高速USB3.0是最新的USB总线协议规范，支持的超高速传输速率（Super-Speed USB）高达5.0Gbps，能提供相当于USB2.0十倍的传输速率和更高效的电源管理能力。随着USB3.0接口技术的不断普及，其应用领域正不断扩大。本系统设计的图像采集系统，主要完成视频图像数据的采集、传输和显示。其中传输接口以及传输方式的选择，很大程度决定着视频图像画面质量和帧率的提高。发展到现在，以USB2.0作为传输接口的图像采集系统已被广泛应用于社区监控、工业控制、国防安全等领域，但是如果想进一步提高传输性能，往往受到USB2.0高速传输速率（最高为480Mbps）的限制。因此，研究基于USB3.0接口技术的高分辨率图像采集系统变得越来越有必要。本系统以美国镁光公司的MT9P031图像传感器作为图像采集模块，该芯片动态分辨率为2592（H）×1944（V），可以实现帧率为60fps的720P视频图像传输，被广泛应用于各种高分辨率摄像头设计。图像传感器将采集到的数据通过12位并行接口传递给Cypress公司的USB3.0接口控制芯片CYUSB3014，该芯片在Slave FIFO工作模式下，通过DMA通道将数据以USB3.0批量传输速率传递给PC上位机的设备驱动程序，设备驱动程序将采集到的视频图像数据发送给应用程序AMCAP，AMCAP通过调用基于DirectShow架构编写的转换滤波器程序实现视频图像格式RAWRGB到RGB24的转换，最终实现视频数据的实时显示。经过硬件设计调试和软件编程调试，系统能够成功被Windows操作系统识别。经检测，在720P预览模式下，最高帧率为45fps；在1080P(分辨率为1920×1080)模式下，最高帧率为30fps；在全屏模式（分辨率为2592×1944）下，最高帧率为14fps。实验结果表明，以芯片CYUSB3014作为USB3.0外备控制器实现CMOS图像传感器高分辨率视频图像数据采集的方案可行。随着USB3.0接口的普及，以USB3.0作为传输接口的图像采集系统将不断上市，人们将享有更高品质的视频图像支持。