VB.NETで制御している装置（オシロ）から画像データを取得したい（解決しました）

Question

前提・実現したいこと

オシロの画像データをVB.NETで取得しようとしています。
オシロメーカーからバイナリデータの出力の仕方は教わったのですが、肝心なその後の画像ファイルにする方法までは教えてくれませんでした。

画像データの拡張子はPNGです。
画像データを扱うのは初めてなので、やり方がさっぱり分からないです。
装置メーカーに画像ファイルの生成方法を聞くのも違うかなと思って、こちらに質問を出させていただきました。

発生している問題

バイナリデータもちゃんと取得できているか分かりませんが、ほかのコマンドで測定値は読めるので、出力されている前提でお願いします。
バイナリデータの取り込み方はいろいろと調べて、「試したこと」に記載したコードは見つけました。
ですが、これをどう使うのかが分かりません。

該当のソースコード

Private Sub hard_copy_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles hard_cpopy.Click

        SerialPort1.Open()

        SerialPort1.WriteLine("HARDCOPY:PORT RS232")
        SerialPort1.WriteLine("HARDCOPY:FORMAT PNG")
        SerialPort1.WriteLine("HARDCOPY START")   'ここからバイナリデータが出力されるとメーカーから教わった

　　　　'ここに下記コードでデータは取得できそうですが、そこからPNGファイルに変換したいです
　　　　'画像ファイルに変換できるのなら、別の方法でも可です

　　　　SerialPort1.Close()

    End Sub

解決したコード

バイト配列をImageオブジェクトに変換するFunctionを追加しています。
（Web上から見つけました）

    Private Sub hard_cpopy_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles hard_cpopy.Click
        SerialPort1.Open()
        SerialPort1.WriteLine("HARDCOPY:PORT RS232")
        SerialPort1.WriteLine("HARDCOPY:LAYOUT PORTRAIT")
        SerialPort1.WriteLine("HARDCOPY:INKS ON")
        SerialPort1.WriteLine("HARDCOPY:FORMAT TIF")
        SerialPort1.WriteLine("HARDCOPY START")

        Dim img As Byte()
        img = ReadBinaryData(SerialPort1)

        Dim img2 As Image = ByteArrayToImage(img)

        img2.Save("hard.tif", System.Drawing.Imaging.ImageFormat.Tiff)

        SerialPort1.Close()

    End Sub 

   ' バイト配列をImageオブジェクトに変換
    Public Shared Function ByteArrayToImage(ByVal b As Byte()) As Image
        Dim img As Image = CType(imgconv.ConvertFrom(b), Image)
        Return img
    End Function

    Public Function ReadBinaryData(st As SerialPort) As Byte()
        Dim buf(32768) As Byte ' 一時バッファ
        '無限に待たれても困るので、ReadTimeoutがInfiniteTimeoutならとりあえず10秒に設定
        If st.ReadTimeout = SerialPort.InfiniteTimeout Then
            st.ReadTimeout = 10000
        End If
        Using ms As New MemoryStream()
            While (True)
                Try
                    ' シリアルポートから一時バッファに読み込む
                    Dim read As Integer = st.Read(buf, 0, buf.Length)
                    If read > 0 Then
                        ' 一時バッファの内容をメモリ・ストリームに書き込む
                        ms.Write(buf, 0, read)
                    Else
                        Exit While
                    End If
                Catch ex As TimeoutException
                    'タイムアウト処理も入れておく
                    Exit While
                End Try
            End While
            ' メモリ・ストリームの内容をバイト配列に格納
            Return ms.ToArray()
        End Using
    End Function

上記のコードで期待するTIFF画像を得ることができました。
課題は10秒待たないとTIFFが得られないこと。
オシロからのTIFFデータの転送終了を知ることが出来れば完璧ですが、とりあえず及第点です。

回答いただいた方、ありがとうございました。

Comments

[YAmaGNZ]

このプロトコルって画像データの終わりはどうやって知るんですかね？

[退会済みユーザー]

メーカーからは下記の回答を得ています。
「また、RS232のようなインターフェースでは転送の終了を確認する方法がないので
ご注意ください。転送されるデータがASCIIであれば、CRやLFをもって転送終了と
する事もできますが、バイナリデータではそれができません。複数回読み込みを
行っていただき、データがある程度(10秒程度)来ない事を確認して転送の終了と
するのが確実です。」
この文言も理解できていないです。。。
まずは出来るところからと思っています。

[退会済みユーザー]

タイムアウト処理が必要であれば、ReadTimeout既定値では無限に待ち続けるので適切な値を設定してください。（10秒なら10000）

[退会済みユーザー]

昨日、保管している装置を確認したのですが、画像保存の形式がPNGに対応していないものもありました。
TIFFなら全部対応していたので、こちらに変更するしかなさそうです。
PNG対応とTIFF対応の2つのコードを書くのは大変そうなので。。。

[退会済みユーザー]

解決したコードが私の修正したサンプルのコードと同じようですが、ベストアンサーではない理由をお聞かせ願えますか？自力では到達出来なかったコードなのに、及第点とか言われてるのもイラっとするんですが。

[退会済みユーザー]

不快な思いさせて、すみませんでした。
ベストアンサーにしなかったのは、当初はPNGを想定していたので、その解決法を示してくださった方を選んだためです。
ベストアンサーは一つしか選べなかったので、高評価を付けさせていただきました。

Answer 1

~~試したことに提示されているReadBinaryDataに、SerialPortのBaseStreamを渡し、~~戻ってきたバイト配列を、File.WriteAllBytesでファイルに出力すればよいのではないでしょうか。

BaseStreamはReadTimeoutを考慮してくれないようなので、SerialPortオブジェクトをそのまま使用した方がよいかもしれません。サンプルソースを少し弄ってみました。（デバッグはしてないです）

Public Function ReadBinaryData(st As SerialPort) As Byte()

    Dim buf(32768) As Byte ' 一時バッファ

    '無限に待たれても困るので、ReadTimeoutがInfiniteTimeoutならとりあえず10秒に設定
    If st.ReadTimeout = SerialPort.InfiniteTimeout Then
        st.ReadTimeout = 10000
    End If

    Using ms As New MemoryStream()

        While (True)
            Try
                ' シリアルポートから一時バッファに読み込む
                Dim read As Integer = st.Read(buf, 0, buf.Length)

                If read > 0 Then
                    ' 一時バッファの内容をメモリ・ストリームに書き込む
                    ms.Write(buf, 0, read)
                Else
                    Exit While
                End If

            Catch ex As TimeoutException
                'タイムアウト処理も入れておく
                Exit While
            End Try
        End While

        ' メモリ・ストリームの内容をバイト配列に格納
        Return ms.ToArray()

    End Using
End Function

Comments

[退会済みユーザー]

今日は実機を使ってデバックできないので、来週確認したいと思います。
複数の回答をいただいているので、いろいろと試してみたいと思います。

[退会済みユーザー]

TIFFに保存形式を変更することにしましたので、いったんクローズします。
TIFFだと総バイト数が最初のほうのヘッダーから計算できるようなので、ちょっと頑張ってみます。
また質問させていただくときは、よろしくお願いします。

[退会済みユーザー]

結局、戻ってきたバイトデータをファイルに書き出すだけなので、送信コマンドが変わるくらいだと思いますけどね。通信が途中で切れたりする場合を想定するなら、いずれにしてもタイムアウト例外の処理は必要不可欠です。

Answer 2

「また、RS232のようなインターフェースでは転送の終了を確認する方法がないので

ご注意ください。転送されるデータがASCIIであれば、CRやLFをもって転送終了と
する事もできますが、バイナリデータではそれができません。複数回読み込みを
行っていただき、データがある程度(10秒程度)来ない事を確認して転送の終了と
するのが確実です。」

とのことですので、最終データ受信から10秒データの受信がなかったら画像データ終了とみなすしかないかと思います。(10秒間未受信というのも長いような気もしますが)
ただし、10秒間データを受信しなかったから正常に画像データを受信できたかの保障はありません。

    Public Sub ReadBinaryData(st As Stream, filename As String)

        Dim buf(32768) As Byte ' 一時バッファ
        Dim lastRecive As DateTime = Now

        Using fs As New FileStream(filename, FileMode.Create, FileAccess.Write)

            While (True)
                ' ストリームから一時バッファに読み込む
                Dim read As Integer = st.Read(buf, 0, buf.Length)

                If read > 0 Then
                    ' 一時バッファの内容をメモリ・ストリームに書き込む
                    fs.Write(buf, 0, read)
                    lastRecive = Now
                Else
                    if (Now - lastRecive).TotalSeconds > 10 Then
                        Exit While
                    End If
                End If
            End While

        End Using
    End Sub

上記ソースはイメージです（コンパイルも動作確認もしていません）

Comments

[退会済みユーザー]

10秒待ちのソース追加ありがとうございます。
今日は実機を使ってデバックできないので、来週確認したいと思います。

[退会済みユーザー]

TIFFに画像形式を変更するので、いったんクローズとします。
TIFFの構造は勉強開始したばかりですが、また質問させていただくときは、よろしくお願いします。

Answer 3

おそらく、pngなのかjpegなのかは問題ではなく、読んだByte配列をファイルに書けば良いので、

　　　　'ここに下記コードでデータは取得できそうですが、そこからPNGファイルに変換したいです
　　　　'画像ファイルに変換できるのなら、別の方法でも可です
       Dim buf(SerialPort1.BytesToRead) As Byte
       SerialPort1.Read(buf, 0, SerialPort1.BytesToRead)
       File.WriteAllBytes("aaa.png", buf)

これで良い気がします。

（追記）

pngデータの終わりはIENDチャンクというのを認識すれば良いみたいです。
上記を削除して、下記参考にデバッグしてみてください。

        Dim fs As FileStream
        Dim last12Bytes(12) As Byte
        Dim allBytes As Byte() = {}

        fs = File.Create("aaa.png")
        While Not isIEND(last12Bytes)
            Dim buf(SerialPort1.BytesToRead) As Byte
            SerialPort1.Read(buf, 0, SerialPort1.BytesToRead)
            allBytes = allBytes.Concat(buf)
            last12Bytes = allBytes.Skip(allBytes.Length - 12).Take(12)
        End While
        fs.Write(allBytes, 0, allBytes.Length)
    End Sub

    'IENDチャンクが来たらファイル終わり
    '00 00 00 00 "IEND" AE 42 60 82
    Private Function isIEND(last12Bytes() As Byte) As Boolean
        Dim iend() As Byte =
            New Byte() {&H0, &H0, &H0, &H0} _
            .Concat("IEND".Select(Of Byte)(
                Function(c)
                    Return Byte.Parse(c)
                End Function)) _
            .Concat({&HAE, &H42, &H60, &H82})

        Return last12Bytes.SequenceEqual(iend)

    End Function

ソースの先頭にこれが要るかも。

Imports System.IO

Comments

[退会済みユーザー]

コードに追加して実行してみたところ、ファイルサイズ1バイトのaaa.pngが作成されました。
aaa.pngが作成された後も装置はBUSY状態だったので、すべてのデータは取り込めていないようです。
もう少しデバックを続けます。

[neuromancer]

実行してないので、細部が正しいかわかりません。
途中で止めたりして変数の内容を見てみてください。
fs は閉じてあげるほうがお行儀が良い、とか、いろいろあると思います。

[neuromancer]

12:18のコメントは削除依頼してます

[neuromancer]

isIENDが成立しないと無限ループするので、対策必要かもです。

[neuromancer]

IENDについてはこちらを参考にしました。
https://e-tec-memo.herokuapp.com/article/27/

[退会済みユーザー]

いろいろと情報ありがとうございます。
今日は実機を使ってデバックできないので、来週確認したいと思います。

[退会済みユーザー]

PNGについて調べていただいたところ、申し訳ないのですが、一部非対応の機種がありました。
なので、TIFFで保存することに変更します。
TIFFについては仕様書がWeb上に公開されていたので、自分で勉強してみます。

[退会済みユーザー]

保存形式をTIFFに変更するので、この問いはいったんクローズします。
TIFFの構造の勉強を開始しましたが、また質問させていただくかもしれません。
その際はまた、よろしくお願いします。