OpenCV LiveView プロジェクトの作成

INFINICAM GbE-2（モノクロモデル）から連続して取得した圧縮データをリアルタイムに復号し、OpenCV のウィンドウ上にストリーミング表示（ライブビュー）するプログラムの作成手順です。

事前準備

• PUCLIB の設定: HelloWorld プロジェクトの作成 を参考に、PUCLIB のインクルードパス・ライブラリパスを設定しておいてください。
• OpenCV の準備: あらかじめ PC に OpenCV がインストールされ、Visual Studio のプロジェクトプロパティで OpenCV の追加のインクルード ディレクトリ および 追加のライブラリ ディレクトリ（opencv_worldXXXX.lib 等）が設定されている必要があります。

1. ソースコードの記述

   メインファイル（GbE2_OpenCV_LiveView.cpp など）を開き、以下のコードに書き換えます。

   #include <stdio.h>
   #include <stdlib.h>
   #include <windows.h>
   #include <PUCLIB.h>            // PUCLIB ヘッダー
   #include <opencv2/opencv.hpp> // OpenCV ヘッダー
   
   // コールバック関数へ引き渡すコンテキスト構造体
   struct LiveViewContext {
       UINT32 width;
       UINT32 height;
       UINT32 lineBytes;
       unsigned short qVals[PUC_Q_COUNT];
       unsigned char* pDecodedBuffer;
       bool isUpdated;
       CRITICAL_SECTION cs;
   };
   
   // 画像受信時に SDK 内部から自動呼び出しされるコールバック関数
   void WINAPI ImageCallback(PPUC_XFER_DATA_INFO pXferData, void* pUserParam) {
       LiveViewContext* pCtx = (LiveViewContext*)pUserParam;
       if (!pXferData || !pXferData->pData || !pCtx || pXferData->isDamaged) {
           return;
       }
   
       EnterCriticalSection(&pCtx->cs);
   
       // 高速マルチスレッド復号（8bit モノクロデータとしてデコード）
       PUCRESULT ret = PUC_DecodeDataMultiThread(
           pCtx->pDecodedBuffer,
           0, 0,
           pCtx->width, pCtx->height,
           pCtx->lineBytes,
           pXferData->pData,
           pCtx->qVals,
           4 // 使用スレッド数
       );
   
       if (ret == PUC_SUCCEEDED) {
           pCtx->isUpdated = true;
       }
   
       LeaveCriticalSection(&pCtx->cs);
   }
   
   int main() {
       printf("INFINICAM GbE-2 OpenCV LiveView (モノクロ) 開始...\n");
   
       // 1. SDKの初期化
       PUCRESULT ret = PUC_Initialize();
       if (ret != PUC_SUCCEEDED) {
           printf("エラー: SDKの初期化に失敗しました。ErrorCode: %d\n", ret);
           return EXIT_FAILURE;
       }
   
       // 2. ネットワーク上の GbE-2 デバイスを検索
       PUC_DETECT_FILTER filter = { 0 };
       filter.nDeviceTypeFlags = PUC_DETECT_TARGET_HAWK; // GbE-2 を指定
   
       PUC_DETECT_INFO detectInfo = { 0 };
       ret = PUC_DetectDevice2(&filter, &detectInfo);
       if (ret != PUC_SUCCEEDED || detectInfo.nDeviceCount == 0) {
           printf("エラー: GbE-2 カメラが見つかりませんでした。ErrorCode: %d\n", ret);
           return EXIT_FAILURE;
       }
   
       // 3. 検出した最初のデバイスをオープン
       PUC_HANDLE hDevice = NULL;
       ret = PUC_OpenDevice2(0, &hDevice);
       if (ret != PUC_SUCCEEDED) {
           printf("エラー: デバイスのオープンに失敗しました。ErrorCode: %d\n", ret);
           return EXIT_FAILURE;
       }
   
       // 4. 解像度および量子化テーブルの取得
       UINT32 width = 0, height = 0;
       PUC_GetResolution(hDevice, &width, &height);
   
       unsigned short qVals[PUC_Q_COUNT] = { 0 };
       PUC_GetQuantization2(hDevice, qVals);
   
       printf("撮影解像度: %u x %u ピクセル (モノクロ)\n", width, height);
   
       // 5. 連続転送用のリングバッファ数の設定
       PUC_SetRingBufferCount(hDevice, 32);
   
       // 6. デコードバッファおよびコンテキストの準備
       UINT32 lineBytes = (width + 3) & ~3; // 4バイト境界に整列
       unsigned long decodedSize = (unsigned long)lineBytes * height;
       unsigned char* pDecodedBuffer = (unsigned char*)malloc(decodedSize);
   
       if (pDecodedBuffer == NULL) {
           printf("エラー: メモリ割り当てに失敗しました。\n");
           PUC_CloseDevice(hDevice);
           return EXIT_FAILURE;
       }
   
       LiveViewContext ctx = { 0 };
       ctx.width = width;
       ctx.height = height;
       ctx.lineBytes = lineBytes;
       ctx.pDecodedBuffer = pDecodedBuffer;
       memcpy(ctx.qVals, qVals, sizeof(qVals));
       ctx.isUpdated = false;
       InitializeCriticalSection(&ctx.cs);
   
       // 7. 復号バッファを直接参照する OpenCV Mat オブジェクトを作成 (CV_8UC1: 8bit モノクロ 1チャンネル)
       cv::Mat displayImage(height, width, CV_8UC1, pDecodedBuffer, lineBytes);
   
       const char* windowName = "INFINICAM GbE-2 LiveView (ESCまたはQキーで終了)";
       cv::namedWindow(windowName, cv::WINDOW_AUTOSIZE);
   
       // 8. 連続転送の開始
       ret = PUC_BeginXferData(hDevice, ImageCallback, &ctx);
       if (ret != PUC_SUCCEEDED) {
           printf("エラー: 連続転送の開始に失敗しました。ErrorCode: %d\n", ret);
           DeleteCriticalSection(&ctx.cs);
           free(pDecodedBuffer);
           PUC_CloseDevice(hDevice);
           return EXIT_FAILURE;
       }
   
       printf("ライブビュー表示中... ウィンドウ上で 'ESC' または 'Q' キーを押すと終了します。\n");
   
       // 9. メインループ：OpenCV ウィンドウへの描画とキー入力監視
       while (true) {
           EnterCriticalSection(&ctx.cs);
           bool updated = ctx.isUpdated;
           if (updated) {
               ctx.isUpdated = false;
           }
           LeaveCriticalSection(&ctx.cs);
   
           if (updated) {
               // 復号された最新バッファを表示
               cv::imshow(windowName, displayImage);
           }
   
           // 1ms 待機してキー入力をチェック
           int key = cv::waitKey(1);
           if (key == 27 || key == 'q' || key == 'Q') { // ESC (27) または 'q' で終了
               printf("ユーザー操作により終了します。\n");
               break;
           }
       }
   
       // 10. 後処理
       PUC_EndXferData(hDevice);
       cv::destroyAllWindows();
       DeleteCriticalSection(&ctx.cs);
       free(pDecodedBuffer);
       PUC_CloseDevice(hDevice);
   
       return EXIT_SUCCESS;
   }

2. ビルドと実行

   1. Ctrl + Shift + B を押してビルドを行います。
   2. GbE-2 をネットワークに接続した状態で Ctrl + F5 で実行します。
   3. OpenCV の表示ウィンドウが立ち上がり、リアルタイムにモノクロ映像が表示されることを確認します。キーボードの ESC または q を押すと正常終了します。

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OpenCV 連携のポイント

ゼロコピーでの cv::Mat ラップ

コード内の以下の部分では、malloc で確保した復号用バッファ (pDecodedBuffer) のポインタを直接 OpenCV の cv::Mat コンストラクタへ渡しています。

cv::Mat displayImage(height, width, CV_8UC1, pDecodedBuffer, lineBytes);

このように指定することで、PUC_DecodeDataMultiThread でデータが解凍された瞬間、メモリの再コピーを挟むことなく OpenCV の画像データとして即座に描画できます。メモリアクセスオーバーヘッドが発生しないため、フレームレート落としを起こさずに低遅延な表示が可能です。

実行時に OpenCV の DLL エラーが出るとき

opencv_world*.dll が見つからないエラーが表示される場合は、使用している OpenCV の bin フォルダ（例: opencv\build\x64\vc16\bin）のパスを Windows の 環境変数 PATH に追加するか、生成された .exe ファイルと同じフォルダに DLL をコピーしてください。