※サンプルプログラムのダウンロードはこのページの下の方※
画像データをプログラムで扱う場合、二次元配列を利用する。たとえば、上記の3x3の画像データの場合、次のように3x3の二次元配列として表現する。
| ↓i j→ | j=0 |
j=1 |
j=2 |
i=0 |
0 |
0 |
0 |
i=1 |
1 |
1 |
0 |
i=2 |
1 |
1 |
1 |
つまり、一般的に次のような(i,j)座標の二次元配列である。
(0,0) |
(0,1) |
(0,2) |
(1,0) |
(1,1) |
(1,2) |
(2,0) |
(2,1) |
(2,2) |
例えばこの二次元配列変数をmapとすると、int map[3][3]; と宣言し、map[0][0]=0;などと利用する。たとえば全ての配列の要素を0で埋める場合、
for( i=0; i<3; i++ ){ for( j=0; j<3; j++ ){ map[i][j] = 0; } }などのようにプログラムすればよい。
※通常の変数や２次元配列変数については、簡単な説明を→「こちら」のページに記しているので参照のこと！
※配列が分からないと、残念ながらプログラムは完成できません。ここでmap[][]は縦横につながった変数であり、具体的にmap[0][0]は左上の画素である。for文により、map[i][j]のiとjを次々に0,1,2と変えることにより、上記プログラム例では3x3全ての画素に各々０を代入している。
先に述べたように、画像データは通常二次元配列で表現する。
Ｃ言語における二次元配列は、まず宣言を、たとえば
int map[20][20];
などとし、これでは20x20画素の画像データを20x20の二次元配列で表現している。
また配列の各要素、つまり画素にはint（整数）を入れることができる。ここでは、各画素は０（白）、１（黒）のみを入力することにする。
なお、上記のように「int map[20][20];」で宣言した場合、各要素はmap[0][0], map[0][1],・・・,map[0][19], map[1][0],・・・,map[i][j],・・・,map[19][0],・・・,map[19]18], map[19][19]までである。少し数学的な表現をするならば、map[i][j] {但しi=0,…,19, j=0,…,19}となる。
ここでは縦方向のヒストグラムを考える。
例えば、3x3の画像で、次のような画像データである場合、縦方向のヒストグラムを求めるプログラムを考えてみよう。
□■■ 0 1 1
□□■ 0 0 1
□□□ 0 0 0
一番左側の列は、白だけで黒(1)が一つもなく、黒の数は0となる。真ん中の列は黒(1)の数は1、右の列は黒(1)の数は2である。よって、ヒストグラム（図）は、
■
■■
つまり、数値で表すと
0 1 2
となる。
このように黒の数を縦の列ごとに数えればよい。つまり縦の列ごとに、黒があったらカウントアップしていけばよい。
しかし、ここでちょっと考えてみると、面積と同じように比較的簡単にヒストグラムを求めることができることがわかる。今、白は0で、黒は1で表現されている。そこで、単純に縦の列ごとに合計を求めればよい。真ん中の列を例にすると、□＋□＋■、つまり0+0+1=1となる。
画像データの二次元配列をm[ ][ ]とし、縦方向の度数を格納する変数を一次元配列ti[ ]とした場合、次のようなプログラム（一部）でヒストグラムを求めることができる。
int m[3][3]; int ti[3]; for( i=0; i<3; i++ ){ //縦方向の列ごとに求める ti[ i ] = 0; //合計を求めるのでまずクリアしておく for( j=0; j<3; j++ ){ //縦に順番にみていく ti[ i] = ti[i] + m[i][j]; } }
来週は教科書を持参してくること。勿論若干であればＷＥＢで検索しても大丈夫
この授業で使う画像処理のプログラムのひな形を用意しました。
まず⇒★「こちらからダウンロード」★して、適当な所に保存し、そのZIPファイルを解凍してください。解凍先は必ず自分のホーム内やＵＳＢメモリなど保存できる場所とすること！
※ワークルーム１でＵＳＢメモリがない場合、デスクトップなどで作業をし、最後に忘れずにPC演習室にFTPなどをして保存しておこう。解凍すると「PatRcg」というフォルダが作成されます。
※ワークルーム１でも、必ず解凍すること；解凍方法は、ZIPファイルをマウスで右クリックし、メニューの「すべて展開」を選択指示する。
「PatRcg」フォルダの下に、「PatRcg.sln」というファイルがあるので、これをダブルクリックする。
すると、Visual Studio(VS)が起動し、必要なファイルが読み込まれる。VSの右側（もしくは左側）の「ソリューションエクスプローラー 」の「PatRcg」→「ソースファイル」→「main.c」をダブルクリックすると、中央の大きなウィンドウにC言語による画像処理のサンプルプログラムが表示される。
まず最初に、実行してみよう。
「デバッグ」メニュー→「デバッグ開始」を選択すると、「ビルドしますか？」と聞かれるので→「はい」を選択する
すると、ビルド（つまりコンパイル）されて、エラーがなければプログラムの実行が始まる。
エラーがあった場合は、VSの下「画面」ウィンドウにてエラー内容を確かめ、プログラムを修正して、繰り返す。
・実行すると、まずエラーが出るようになっている。
単純なミスなので、修正して実行し直してみよう。
※「error」（エラー）と「warning」（警告）があるが、まず、errorから見ていくこと！・修正後実行すると、sankakuMap[][]配列の画像が■と□で表示される。
・次に、面積が表示される。
面積をどうやって求めているかをプログラムをきちんとみて確認しよう。○面積以外の特徴を抽出するプログラムはまだ未完成です。
よって、順次これらを完成させていこう。・まず「エッジ抽出」部分のプログラムを完成させよう。
２乗は、pow()関数を使ってもよいが、単純に掛け算を利用してみよう。
ルート（√）は、sqrt()関数を使おう。
for文のループ条件に十分注意しよう。単純にi,jを0〜19ではちょっとまずい。なぜなら、隣（右及び下）の配列要素を見るので、はみ出てしまってはいけないからである。十分に綺麗なエッジではないが、エッジらしく処理されたことを確認しよう。
・次に「ヒストグラム」部分のプログラムを完成させよう。
ヒストグラムは縦と横を間違えなければ比較的簡単。数を数えるのではなく、足していけばよいことを利用しよう。
・そして「3分割ヒストグラム」のプログラムを完成させよう。
大中小を判定していくが、どのような数値にしたらよいのかは各自で考えること。