![[PukiWiki]](image/pukiwiki.png "[PukiWiki]")
#author("2018-10-31T17:43:04+09:00","default:pbcglab_user","pbcglab_user") 画像ファイルフォーマットのC,C++での取り扱い． ---- #contents ---- *Windows Bitmap [#p900218b] 単純にビットマップ画像というと，色を表すピクセルを格子状に並べて画像を表現したもの(相対するものにベクタ画像がある)であるが，Windows Bitmapというと Windows標準の画像ファイル形式を指す．拡張子はbmp． ***種類 [#bac7a6ab] Windows BitmapはOS/2用とWindows用に大きく分けることができ， 細かくは以下の5種類が存在する． -OS/2(COREタイプ) -OS/2 V2(INFO2タイプ) -Windows V3(INFOタイプ) -Windows V4(V4タイプ) -Windows V5(V5タイプ) 一般的にはINFOタイプが用いられている． V4はINFOにカラーマネジメント，V5はさらにカラープロファイルを追加した形式． 基本的には無圧縮で使われるが，Windows V3-5ではRLE,JPEG,PNG圧縮が規定されている． 各形式のヘッダ構成は[[WikipediaのBMP file format:http://en.wikipedia.org/wiki/BMP_file_format]]参照． ***コード例 [#m3dfc7d3] Windows Bitmapファイルの読み込み，書き出しを行う関数を実装したヘッダファイルを以下に置く． #ref(rx_bitmap.h) 注意事項 -OS/2(V1), Windows(V3,V4,V5)の非圧縮BMPに対応 -ビットフィールド付きビットマップ，カラーパレット付きBMPの読み込み(書き込みは未対応)に対応．ただし，サンプルとなるファイルがなかったので動作は未確認 -RLE, JPEG, PNG圧縮は未対応 -V4,V5のカラーマネジメント，プロファイルは未対応 -2016年2月18日更新 : 横の解像度が4nでないものに対応していなかったのを修正 *JPEG [#k44c8e85] JPEGはJoint Photographic Experts Groupによる非可逆圧縮画像フォーマット．圧縮率の高さからWeb，デジカメなど多くの場所で用いられている．デジカメでは記録時の情報(日付や画像の向き，カメラの種類など)を格納できるように拡張されたEXIF(Exchangeable image file format)がよく用いられている．拡張子はjpg,jpeg,jpe,jfif,jfi,jifの6つ． ***特徴 [#i4597f79] DCT(離散コサイン変換)による周波数領域への変換などにより非常に高い圧縮率(だいたい1/10〜1/100)を実現しているが，画像をブロックに分割した上でDCTを掛けているので，ブロックノイズと呼ばれるノイズが発生する．そのため，画像処理などを行う際の中間フォーマットには用いない方がよい．最終的にできた画像を公開するなどのときにJPEGに変換するのがよい． ***libjpegライブラリ [#mce7d177] [[libjpeg:http://www.ijg.org/]]はC言語で書かれたJPEGファイルの入出力ライブラリ．BMPと違い，JPEGファイルを読み書きするコードを自分で一から作るととても大変なので，こういったライブラリを用いた方がよい．以下にビルド方法とコード例を示す． ***libjpegのビルド [#a860237f] #include(build_libjpeg,title) ***コード例 [#z554c5f4] libjpegを用いてJPEGファイルの読み込み，書き出しを行う関数を実装したヘッダファイルを以下に置く． #ref(rx_jpeg.h) 使うときは，ライブラリファイルをリンクすること．VC++ならソースに以下のように記述しても良い #ifdef _DEBUG #pragma comment (lib, "libjpegd.lib") #else #pragma comment (lib, "libjpeg.lib") #endif *PNG [#bfdc43ea] PNGはPortable Network Graphicsの略で，可逆圧縮画像フォーマットである． 1995年頃にGIFフォーマット(当時Web上で非常に良く用いられていた可逆画像フォーマット)に使われている圧縮方式に特許問題が発生した．そのときに代替になるものとして開発された(Png is Not Gifという意味も)． ただ，ブラウザが標準で対応しないことが多いなどもありGIFを完全に置き換えるとはならなかった． 拡張子はpng． ***特徴 [#rdcf2631] PNGは歴史的な経緯からGIFと比較されることが多いので，ここではGIFと比べた際の利点，欠点を挙げる． -フルカラーサポート : GIFは256色(8ビット)であったが，PNGは16ビットグレイスケール，24/48ビットRGBフルカラーに対応している． -アルファチャンネルのサポート : 8/16ビットアルファチャンネルが使える．GIFでは1色(透明が不透明で0か1)のみ． -ガンマ補正のサポート -2次元インタレース : GIFより早めに全体像が見える． -GIFより圧縮サイズが小さい : といっても5〜25％ぐらいらしいが． 欠点としては， -アニメーション(複数画像)は対応していない : ただし拡張フォーマット(MNG,APNG)でサポート． -圧縮・展開に時間がかかる その他の特徴は以下のページ参照． -[[A Basic Introduction to PNG Features:http://www.libpng.org/pub/png/pngintro.html]] PNGはJPEGほど圧縮率は高くないが，可逆圧縮なので画像が劣化しない．中間フォーマットなどに用いるのに最適である． ***libpngライブラリ [#qd256a41] [[libpng:http://www.libpng.org/pub/png/libpng.html]]はPNGファイルの入出力ライブラリ．以下にビルド方法とコード例を示す． ***libpngのビルド [#r7b53deb] #include(build_libpng,title) ***コード例 [#w9883484] libpngを用いてPNGファイルの読み込み，書き出しを行う関数を実装したヘッダファイルを以下に置く． #ref(rx_png.h) 使うときは，ライブラリファイルをリンクすること．VC++ならソースに以下のように記述しても良い #ifdef _DEBUG #pragma comment (lib, "libpngd.lib") #pragma comment (lib, "zlibd.lib") #else #pragma comment (lib, "libpng.lib") #pragma comment (lib, "zlib.lib") #endif *WebP [#labcf23d] [[WebP(ウェッピー):http://ja.wikipedia.org/wiki/WebP]]はGoogleが公開しているオープンな画像フォーマット． 動画フォーマットのWebMの静止画版． ***特徴 [#a97d960d] WebMで使われているVP8を使って圧縮し，RIFFを元にしたコンテナに格納している． 可逆，不可逆圧縮両方に対応し，可逆圧縮の場合，PNGより[[28％小さく:http://code.google.com/intl/ja/speed/webp/docs/webp_lossless_alpha_study.html#results]]，不可逆圧縮の場合，同じクオリティのJPEGより[[25-34％小さい:http://code.google.com/intl/ja/speed/webp/docs/webp_study.html#exp1]]らしい． ***対応ソフトウェア [#v7592aca] WebP画像ファイルへの変換は，[[WebPのページ:http://code.google.com/intl/ja/speed/webp/]]のDownloadから，Precompiled WebP utilities and library をダウンロードするとエンコーダ(cwebp.exe)とデコーダ(dwebp.exe)が得られる．Windowsのエクスプローラのプレビューやフォトビューアーでみたい場合は，WebP Codec for Windowsをダウンロードして，インストールすればよい．また，当然ながらGoogle Chromeはネイティブに対応しているので，単純に画像を確認したいならば，ChromeにD&Dすればよい． ***libwebpライブラリ [#i59e1e2b] libwebpはGoogle codeで公開されているWebPを扱うためのライブラリ．以下にビルド方法とコード例を示す． ***libwebpのビルド [#s2e7cfb8] #include(build_webp,title) ***コード例 [#w9883484] libwebpを用いてWebPファイルの読み込み，書き出しを行う関数を実装したヘッダファイルを以下に置く． #ref(rx_webp.h) libwebpのソースに付属のサンプルを元にしている． 使うときは，ライブラリファイルをリンクすること．VC++ならソースに以下のように記述しても良い #ifdef _DEBUG #pragma comment (lib, "libwebp_a_debug.lib") #else #pragma comment (lib, "libwebp_a.lib") #endif *リンク [#s540a4f0] C/C++での画像入出力に使えそうなライブラリ - [[FreeImage:http://freeimage.sourceforge.net/]] : BMP,JPG,PNG,GIFといった基本的なものからRAW,WEBP,JPEG2000まで幅広い画像入出力が出来る．簡単な画像処理(色変換程度)はでき，OpenGLのテクスチャにも直接使える． - [[OpenCV:https://opencv.org/]] : 言わずと知れた画像処理系で最も有名なライブラリ．対応する画像フォーマットも[[多い:https://docs.opencv.org/3.0-beta/modules/imgcodecs/doc/reading_and_writing_images.html]]が画像入出力だけに使うには導入が少しめんどくさい．各種画像処理も行いたいならこっちがよい．
