画像フォーマット

PBM, PGM, PPM

形式

• マジックナンバー
  • P1 ... bitmap (ASCII)
  • P2 ... graymap (ASCII)
  • P3 ... pixmap (ASCII) カラー
  • P4 ... bitmap (Binary)
  • P5 ... graymap (Binary)
  • P6 ... pixmap (Binary) カラー
• # で始まるコメント(optional)
• 幅 高さ
• 最大値 (gray,pix)
• データ

例：bitmap ascii

P1
# feep.pbm
24 7
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0
0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0
0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0
0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

P2
# feep.pgm
24 7
15
0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
0  3  3  3  3  0  0  7  7  7  7  0  0 11 11 11 11  0  0 15 15 15 15  0
0  3  0  0  0  0  0  7  0  0  0  0  0 11  0  0  0  0  0 15  0  0 15  0
0  3  3  3  0  0  0  7  7  7  0  0  0 11 11 11  0  0  0 15 15 15 15  0
0  3  0  0  0  0  0  7  0  0  0  0  0 11  0  0  0  0  0 15  0  0  0  0
0  3  0  0  0  0  0  7  7  7  7  0  0 11 11 11 11  0  0 15  0  0  0  0
0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0

P3
# feep.ppm
4 4
15
 0  0  0    0  0  0    0  0  0   15  0 15
 0  0  0    0 15  7    0  0  0    0  0  0
 0  0  0    0  0  0    0 15  7    0  0  0
15  0 15    0  0  0    0  0  0    0  0  0

例題：

右方向のドット位置を x 下方向を y として、画素値が 16 * x + y で表されるような 16 × 16 の pgm 画像を作成しなさい。

回答例

#include <stdio.h>

main()
{
  int x,y;

  printf("P2\n16 16\n255\n");
  for (y=0;y<16;y++) {
    for (x=0; x<16; x++) {
      printf("%d\n",16 * x + y);
    }
  }
}
	

Netpbm コマンド群

pbm, pgm, ppm, pnm の man を読む。

pbmtext

文字列(ASCII)を pbm ファイルにする

icontopbm

Sunのアイコンエディタで作成したiconファイルを pbm形式に変換する

xbmtopbm

X window の xbm形式を pbm形式に変換する

pbmtopgm

pbm形式を pgm形式に変換する(gray mapになる)

rgb3toppm

3つのpgmファイルをそれぞれ r,g,b に割り当てたカラー画像を作る

pnmarith

画像間で演算をおこなう

ppmquant

カラーの原色をおこなう

ppmtogif

GIF形式の画像に変換する

cjpeg

JPEG形式の画像に変換する

練習

1. ネットワークで公開されている画像ファイルを拝借してくる。(例えば 情報科学科のサーバなど)
2. 自分の作業ディレクトリに保存し、ppm へ変換する。
   例えば、 djpeg papageno.jpg > papageno.ppm
3. 画像の中にマウスカーソルを移動して、中央ボタンを押すと、その位置の画素 の座標、RGB 値、HSV値が表示される。
4. 右ボタンを押すと、「コントロールウィンドウ」が現れる。
5. Display, 24/8 bit, Algorithms, Root, Windows, Image Size はそれぞれ メニューになっていて、左ボタンでドラッグする。
6. 例えば、Windows -> Text View を開くと、画像ファイルに入っている内容を 文字で表示するので、PPM ヘッダを読むことができる。
7. Windows -> Color Editor を開くと、画像の色を HSV で調製できる。 Saturation と Intensity を変えてみて変化をみてみよう。
8. 同じウィンドウの右には RGB での調製もできるようになっている。Red と Green を 明るめにすると「セピア色」っぽくなるかもしれない。
9. 同じように Image Size を使って画像の拡大や縮小をしてみよう。

1. 画像の縮小
   % pnmscale 0.7 papageno.ppm > p07.ppm
2. 画像を任意の大きさにスケール
   % pnmscale -width 128 -height 128 papageno.ppm > p128.ppm
3. 画像から切り取り
   % pnmcut 25 68 50 30 papageno.ppm > pcut.ppm
4. 画像のつなぎあわせ
   % pnmcat -lr pcut.ppm pcut.ppm > pcat.ppm
5. 画像を RGB ３成分に分割
   % ppmtorgb3 papageno.ppm
6. 画像の成分を明るくする
   % pnmgamma 3 papageno.red > p3.red
   % pnmgamma 2 papageno.grn > p2.grn
7. RGB 成分画像を再合成
   % rgb3toppm p3.red p2.rgn papageno.blu > sepia.ppm
8. シェルスクリプトを作って他の画像にも適用
   % cat > ppmsepia
   #!/bin/csh
   ppmtorgb3 $1
   pnmgamma 3 $1:r.red > p3.red
   pnmgamma 2 $1:r.grn > p2.grn
   rgb3toppm p3.red p2.grn $1:r.blu > $1:r-sepia.ppm
   \rm *.red *.grn *.blu
   ^D (Ctrl+D)
   % chmod +x ppmsepia
   % ppmsepia mariko.ppm
9. WWW 用画像形式への変換
   • JPEG形式 ... cjpeg コマンドを使う
     % cjpeg sepia.ppm > sepia.jpg
   • Progressive Mode ... -progressive オプション
     % cjpeg -progressive sepia.ppm > sepia-p.jpg
   • サイズを小さくする(画質が落ちる)
     % cjpeg -q 40 sepia.ppm > sepia50.jpg
   • GIF形式 ... 256色までしか表現できないので、減色の必要がある。
     % ppmquant 256 sepia.ppm | ppmtogif > sepia.gif
   • 色の境界を点でぼかす(dither)
     % ppmquant -fs 256 sepia.ppm | ppmtogif > sepia-fs.gif
   • 色数を減らすと画質は落ちるが画像ファイルのサイズは小さくなる。
     % ppmquant -fs 16 sepia.ppm | ppmtogif > sepia16.gif
   • 特定の色を透明にすることもできる。
     % pbmtext "Hello" | ppmtogif -transparent #ffffff > hello.gif