使用 Python SDK 调试大恒相机记录

大恒相机使用Python SDK调试记录

前言

使用长广溪机器人作画需要用到摄像头拍摄人像照片，经过推荐，使用大恒相机，型号为MER-503-36U3C，该相机为USB彩色相机。

更新了
大恒相机多线程采集图像

一、驱动下载及文档使用

在官网下载驱动软件Galaxy_Windows_CN_32bits-64bits_1.23.2305.9161.zip并安装。

安装完成后，在安装路径下可以看到如图所示两个文件夹 Doc 及 Samples ，Doc 文件夹内为大恒相机软件开发说明书，有 C++软件开发说明书.pdf， C软件开发说明书.pdf，DirectShow用户使用说明书.pdf，DotNET软件开发说明书.pdf，LabVIEW接口开发说明书.pdf，python接口开发说明书.pdf及示例程序说明书.pdf，Samples 文件夹下为各语言开发包及示例代码。Python 开发需要将 gxipy 文件夹放到项目文件夹中，并且需要额外安装 PIL 包以处理图像格式。

二、相机调试

1.GalaxyView软件调试

打开 GalaxyView 软件，连接设备，打开相机，调试好的画面如图所示

未调试相机参数时屏幕可能出现偏绿色，画面卡顿，频闪，颜色错乱现象，参考网上资料及售后支持，我主要调节了以下几个参数，
在属性一栏设置设备带宽限制模式为 off,

可以看到设备带宽限制模式对于的 API 为 DeviceLinkThroughputLimitMode，在 Python SDK 中有同名的API可以调用设置，采集控制下设置自动曝光模式为 Continuous，将自动曝光最大值（AutoExposureTimeMax）限制为 10000.0，对应的 ExposureMode 也可以在Python 中调用设置，在模拟控制下设置自动增益（GainAuto）及自动白平衡（BalanceWhiteAuto）为 Continous，查看 python 接口开发说明书可以看到，Continuous 对应值为1。
这里需要用到查找表生成工具插件，调节 Gamma，亮度及对比度，选择合适的值并保存，这里的属性依旧有对应的 Python API可以调用在程序中设置，



售后支持提到用户参数组设置，需要保存用户参数组，在Python SDK中也有对应API。

2.Python开发

相机的工作流程如图所示，

Python 开发即按照该流程进行，

2.1 引入库

import gxipy as gx
device_manager = gx.DeviceManager()

2.2 枚举设备

device_manager = gx.DeviceManager()
dev_num, dev_info_list = device_manager.update_device_list()
if dev_num == 0:
sys.exit(1)

2.3 打开设备

# 方法一
# 获取设备基本信息列表
str_sn = dev_info_list[0].get("sn")
# 通过序列号打开设备
cam = device_manager.open_device_by_sn(str_sn)
# 方法二
# 通过用户 ID 打开设备
str_user_id = dev_info_list[0].get("user_id")
cam = device_manager.open_device_by_user_id(str_user_id)
# 方法三
# 通过索引打开设备
str_index = dev_info_list[0].get("index")
cam = device_manager.open_device_by_index(str_index)
# 下面为只针对千兆网相机使用的打开方式
# 方法四
# 通过 ip 地址打开设备
str_ip= dev_info_list[0].get("ip")
cam = device_manager.open_device_by_ip(str_ip)
# 方法五
# 通过 mac 地址打开设备
str_mac = dev_info_list[0].get("mac")
cam = device_manager.open_device_by_mac(str_mac)
# 关闭设备
cam.close_device()

2.4 采集控制

# 开始采集
cam.stream_on()
# 获取流通道个数
# 如果 int_channel_num == 1，设备只有一个流通道，列表 data_stream 元素个数为 1
# 如果 int_channel_num > 1，设备有多个流通道，列表 data_stream 元素个数大于 1
# 目前千兆网相机、USB3.0、USB2.0 相机均不支持多流通道
# int_channel_num = cam.get_stream_channel_num()
# 获取数据
# num 为采集图片次数
num = 1
for i in range(num):
# 打开第 0 通道数据流
raw_image = cam.data_stream[0].get_image()
if raw_image.get_status() == gx.GxFrameStatusList.INCOMPLETE:print("incomplete frame")
# 停止采集
cam.stream_off()

回调方式

# 定义采集回调函数
def capture_callback(raw_image):
if raw_image.get_status() == gx.GxFrameStatusList.INCOMPLETE:print("incomplete frame")
# 注册回调
cam.data_stream[0].register_capture_callback(capture_callback)
# 开始采集
cam.stream_on()
# 等待一段时间，这段时间会自动调用采集回调函数
time.sleep(1)
# 停止采集
cam.stream_off()
# 注销回调
cam.data_stream[0].unregister_capture_callback()

2.5 图像处理
图像处理主要分为图像格式转换，图像质量提升，图像显示和保存。
2.5.1图像格式转换
主要将 Bayer 格式图像转换成 RGB 格式图像。
1）对于彩色相机

raw_image = cam.data_stream[0].get_image()
# 保存 raw 图
raw_image.save_raw("raw_image.raw")
# 从彩色原始图像获取 RGB 图像
rgb_image = raw_image.convert("RGB")
if rgb_image is None:continue
# 从 RGB 图像数据创建 numpy 数组
numpy_image = rgb_image.get_numpy_array()
if numpy_image is None:continue
# 之后，用户可根据获取的 numpy_array 显示、保存图像

2）对于黑白相机

raw_image = cam.data_stream[0].get_image()
# 从黑白原始图像获取 numpy 数组
numpy_image = raw_image.get_numpy()
if numpy_image is None:continue
# 之后，用户可根据获取的 numpy_array 显示、保存图像

2.5.2图像质量提升

# 设置图像质量提升的参数
if cam.GammaParam.is_readable():gamma_value = cam.GammaParam.get()gamma_lut = gx.Utility.get_gamma_lut(gamma_value)
else:gamma_lut = None
if cam.ContrastParam.is_readable():contrast_value = cam.ContrastParam.get()contrast_lut = gx.Utility.get_contrast_lut(contrast_value)
else:contrast_lut = None
color_correction_param = cam.ColorCorrectionParam.get()
# 采集获取图像、格式转换
# .......
# 实现图像质量提升
rgb_image.image_improvement(color_correction_param, contrast_lut, 
gamma_lut)

2.5.3图像显示与保存
调用 PIL(Python Imaging Library)的接口 Image.fromarray()，将 numpy 数组转换成 Image 图像，显示
并保存。代码如下：
1）对于黑白相机

# 显示并保存获得的黑白图片
image = Image.fromarray(numpy_image, 'L')
image.show()
image.save("acquisition_mono_image.jpg")

2）对于彩色相机

# 显示并保存获得的彩色图片
image = Image.fromarray(numpy_image, 'RGB')
image.show()
image.save("acquisition_RGB_image.jpg")

三、报错记录

几个月之后再运行程序报错，内容为：

gxipy.gxiapi.InvalidAccess: DeviceManager.open_device_by_index:{-1004}{{-1004}

提示相机已经打开，原因可能为之前的程序运行之后没有正常关闭相机，解决办法为断电重启相机，或者重新安装相机驱动。

四、编写相机上位机界面实现多线程采集图片

大恒相机多线程采集图像