SingleImage (カラー PPM保存) プロジェクト（GbE-2 / Python）

HelloWorld で作成した共通モジュール puclib.py を使用して、GbE-2（カラーモデル）から 1 フレームの圧縮データを取得し、Bayer変換（デベイヤー）およびホワイトバランス調整を行ってカラー復号した上で、PPM形式（Portable Pixmap） のファイルとして保存するスクリプトの作成手順です。

スクリプトの作成

puclib.py と同じフォルダーに gbe2_single_image_color.py を作成し、以下のコードを記述します。

from ctypes import c_uint32, c_ushort, c_ubyte, c_void_p, byref
import numpy as np

# 共通モジュール puclib.py から読み込み
from puclib import (
    load_sdk, PUC_SUCCEEDED, PUC_DETECT_TARGET_GBE2,
    PUC_Q_COUNT, PUC_DETECT_FILTER, PUC_DETECT_INFO, PUC_XFER_DATA_INFO,
    PUC_COLOR_COLOR
)

def main():
    print("INFINICAM GbE-2 SingleImage (カラー) キャプチャ開始...")

    # 1. SDKのロードと初期化
    puclib = load_sdk()
    if puclib.PUC_Initialize() != PUC_SUCCEEDED:
        print("エラー: SDKの初期化に失敗しました。")
        return

    # 2. デバイスの検索とオープン
    detect_filter = PUC_DETECT_FILTER(nDeviceTypeFlags=PUC_DETECT_TARGET_GBE2)
    detect_info = PUC_DETECT_INFO()

    if puclib.PUC_DetectDevice2(byref(detect_filter), byref(detect_info)) != PUC_SUCCEEDED or detect_info.nDeviceCount == 0:
        print("エラー: GbE-2 カメラが見つかりませんでした。")
        return

    h_device = c_void_p()
    if puclib.PUC_OpenDevice2(0, byref(h_device)) != PUC_SUCCEEDED:
        print("エラー: デバイスのオープンに失敗しました。")
        return

    # 3. カラーモデル判定とホワイトバランスゲインの設定
    color_type = c_uint32()
    puclib.PUC_GetColorType(h_device, byref(color_type))
    if color_type.value != PUC_COLOR_COLOR:
        print("注意: 接続されているカメラはモノクロモデルとして検出されました。")

    # R, G, B 各チャンネルのホワイトバランスゲインを設定 (1.0 = 無変化)
    puclib.PUC_SetWhiteBalanceGain(1.0, 1.0, 1.0)

    # 4. カメラパラメータの取得
    width, height = c_uint32(), c_uint32()
    puclib.PUC_GetResolution(h_device, byref(width), byref(height))
    w, h = width.value, height.value
    print(f"解像度: {w} x {h} ピクセル (カラー)")

    q_vals = (c_ushort * PUC_Q_COUNT)()
    puclib.PUC_GetQuantization2(h_device, q_vals)

    xfer_data_size = c_uint32()
    puclib.PUC_GetXferDataSize(h_device, byref(xfer_data_size))

    # 5. バッファの確保
    comp_buffer = (c_ubyte * xfer_data_size.value)()
    # カラー復号データ (RGB 24bit = 1ピクセルあたり 3 バイト)
    # 横幅バイト数 (w * 3) を 4 バイト境界にアラインメント
    line_bytes = ((w * 3) + 3) & ~3
    decoded_buffer = (c_ubyte * (line_bytes * h))()

    # 6. キャプチャの実行
    xfer_info = PUC_XFER_DATA_INFO()
    xfer_info.pData = comp_buffer
    xfer_info.nDataSize = xfer_data_size.value

    print("1フレームのキャプチャを実行中...")
    if puclib.PUC_GetSingleXferData(h_device, byref(xfer_info)) == PUC_SUCCEEDED:
        # 7. 圧縮データのカラー復号（デコード処理）
        # SDK内部で自動的に Bayer 変換（デベイヤー）およびホワイトバランス調整が適用され、
        # RGBデータ（1ピクセル = 3バイト）として展開されます。
        ret = puclib.PUC_DecodeData(
            decoded_buffer, 0, 0, w, h, line_bytes, comp_buffer, q_vals
        )

        if ret == PUC_SUCCEEDED:
            # 8. ctypes バッファを NumPy 配列へ変換 (パディングを除去)
            img_np = np.ctypeslib.as_array(decoded_buffer).reshape((h, line_bytes))[:, : w * 3]

            # 9. PPM (P6) フォーマットでファイル保存
            filename = "captured_color_image.ppm"
            with open(filename, "wb") as f:
                header = f"P6\n{w} {h}\n255\n".encode("ascii")
                f.write(header)
                f.write(img_np.tobytes())

            print(f"SUCCESS: PPMカラー画像ファイルを保存しました ({filename})")
        else:
            print(f"エラー: 画像データの復号に失敗しました。ErrorCode: {ret}")
    else:
        print("エラー: 画像データの取得に失敗しました。")

    # 10. クローズ
    puclib.PUC_CloseDevice(h_device)


if __name__ == "__main__":
    main()

スクリプトの実行
Terminal window
```
python gbe2_single_image_color.py
```
実行完了後、カレントディレクトリに captured_color_image.ppm が生成されます。

コード解説のポイント

1. カラーモデルの判定とホワイトバランス

PUC_GetColorType() で接続されているカメラがカラーモデルかどうかを確認し、PUC_SetWhiteBalanceGain() で R・G・B 各チャンネルのゲインを設定します。復号時には SDK 内部で自動的に Bayer 変換（デベイヤー）とホワイトバランス調整が適用され、RGB データとして展開されます。

color_type = c_uint32()
puclib.PUC_GetColorType(h_device, byref(color_type))
puclib.PUC_SetWhiteBalanceGain(1.0, 1.0, 1.0)

2. モノクロとのバッファサイズの違い

カラー復号バッファは 1 ピクセルあたり RGB 3 バイトになるため、4 バイト境界への切り上げ計算にも w * 3 を使用します。

line_bytes = ((w * 3) + 3) & ~3

3. PPM (P6) フォーマットでの保存

PGM（モノクロ）と同様に外部の画像エンコードライブラリを使わず、復号バッファの RGB データをそのままテキストヘッダー付きで書き出すだけでカラー画像ファイルが完成します。