C#でBitmapImageをByte配列に変換してみた

WPFのC#ですが、画像ファイルの画像処理をしたくて、画像ファイルから作ったBitmapImageをByte配列に変換してみました。 試した環境は下記です。

  • Visual Studio 2015 Express for Windows Desktop

目次

  1. 処理の流れ
    1. FormatConvertedBitmapクラス
    2. CopyPixels(Array, Int32, Int32)メソッド
  2. 試してみた
    1. 何を作る？
    2. コード
    3. 実行結果

処理の流れ

BitmapSourceで読み込もうとするとデコーダの設定が要るようですので、より柔軟なBitmapImageクラスを使ってファイルを読み込んで処理してみます。

  1. 画像ファイルを指定してBitmapImageのインスタンスを作る。

  2. BitmapImageのインスタンスを元にして、FormatConvertedBitmapクラスのインスタンスをPixelFormats.Pbgra32で作る。

  3. 画像の大きさに合わせたByte配列を準備する。

  4. CopyPixels()メソッドで、FormatConvertedBitmapのインスタンスからピクセルをByte配列にコピーする。

本当は画像ファイルのピクセルフォーマットに合わせたByte配列を準備するのがスマートなのでしょうが、そんな技は持ってないので有無を言わさずPbgra32にします。

FormatConvertedBitmapクラス

FormatConvertedBitmapクラスはBitmapSourceを継承したクラスで、PixelFormatの変換をするクラスです。空のインスタンスを作ってあれこれ設定することも出来ますが、コンストラクターに引数を設定して既存のBitmapSourceベースのインスタンスを作ることも出来ます。今回は、後者を使います。

FormatConvertedBitmap bitmap = new FormatConvertedBitmap(source, format, palette, alpha);

引数

型

内容

source

BitmapSource

変換元のBitmapSource。

format

PixelFormat

変換後のPixelFormat。PixelFormatsクラスのプロパティ値で設定する。

palette

BitmapPalette

変換後のBitmapPalette。BitmapPalletsクラスのプロパティ値で設定する。

alpha

double

アルファ（透明度）の変更後の閾値。0～100。デフォルトは0（元のアルファ値が0のピクセルを透明とする）。

Pbgra32はパレットが要らないので、paletteにはnullを設定します。

CopyPixels(Array, Int32, Int32)メソッド

CopyPixelsメソッドはBitmapSourceクラスからの継承なので、BitmapImageでもFormatConvertedBitmapでも使えます。いくつか引数によって使い方のパターンがありますが、CopyPixels(Array, Int32, Int32)メソッドはBitmapSourceからバイト配列にデータをコピーするものです。

BitmapSource.CopyPixels(array, stride, offset);

戻り値はありません。

引数

型

内容

array

Array

ピクセルデータを格納するByte配列。

stride

int

画像の1行あたりのバイト数。

offset

int

読み取り開始位置。

試してみた

何を作る？

test.pngなる画像ファイルを読み込んで、その画像の各画素のRGB各成分を抽出した画像を作成し、それぞれウィンドウに表示するアプリを作ります。test.pngはこれです。 160219-3-01

コード

ウィンドウの方は、ウィンドウ枠内を縦に４つに分けて、それぞれのエリアにImageコントロールを配置します。

<Window x:Class="image_trial3.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
        xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
        xmlns:local="clr-namespace:image_trial3"
        mc:Ignorable="d"
        Title="MainWindow" Height="200" Width="300" Background="LightGray">
    <Grid>
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition Height="1*" />
            <RowDefinition Height="1*" />
            <RowDefinition Height="1*" />
            <RowDefinition Height="1*" />
        </Grid.RowDefinitions>
        <Image Name="image" Stretch="None" Grid.Row="0" />
        <Image Name="imageRed" Stretch="None" Grid.Row="1" />
        <Image Name="imageGreen" Stretch="None" Grid.Row="2" />
        <Image Name="imageBlue" Stretch="None" Grid.Row="3" />
    </Grid>
</Window>

プログラムの方は下記です。

using System.Windows;
using System.Windows.Media;
using System.Windows.Media.Imaging;
using System;

namespace image_trial3
{
    public partial class MainWindow : Window
    {
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();

            // ファイル読み込み
            string filename = @"test.png";
            BitmapImage bitmapimageOriginal = new BitmapImage(new Uri(filename, UriKind.RelativeOrAbsolute));

            // BitmapImageのPixelFormatをPbgra32に変換する
            FormatConvertedBitmap bitmap = new FormatConvertedBitmap(bitmapimageOriginal, PixelFormats.Pbgra32, null, 0);

            // 画像の大きさに従った配列を作る
            int width = bitmap.PixelWidth;
            int height = bitmap.PixelHeight;
            byte[] originalPixels = new byte[width * height * 4];
            byte[] red = new byte[width * height * 4];
            byte[] green = new byte[width * height * 4];
            byte[] blue = new byte[width * height * 4];

            // BitmapSourceから配列にコピー
            int stride = (width * bitmap.Format.BitsPerPixel + 7) / 8;
            bitmap.CopyPixels(originalPixels, stride, 0);

            // RGB要素を抜き出す
            for (int x = 0; x < originalPixels.Length; x = x + 4)
            {
                red[x] = 0;
                red[x+1] = 0;
                red[x+2] = originalPixels[x+2];
                red[x+3] = 255;
                green[x] = 0;
                green[x + 1] = originalPixels[x + 1];
                green[x + 2] = 0;
                green[x + 3] = 255;
                blue[x] = originalPixels[x];
                blue[x + 1] = 0;
                blue[x + 2] = 0;
                blue[x + 3] = 255;
            }

            // ウィンドウに表示する
            BitmapSource originalBitmap = BitmapSource.Create(width, height, 96, 96, PixelFormats.Pbgra32, null, originalPixels, stride);
            image.Source = originalBitmap;
            BitmapSource redBitmap = BitmapSource.Create(width, height, 96, 96, PixelFormats.Pbgra32, null, red, stride);
            imageRed.Source = redBitmap;
            BitmapSource greenBitmap = BitmapSource.Create(width, height, 96, 96, PixelFormats.Pbgra32, null, green, stride);
            imageGreen.Source = greenBitmap;
            BitmapSource blueBitmap = BitmapSource.Create(width, height, 96, 96, PixelFormats.Pbgra32, null, blue, stride);
            imageBlue.Source = blueBitmap;
        }
    }
}

特にひねっているところは無いと思います。

実行結果

ビルドして実行すると、下図の様に表示されます。 160219-3-02 各色もうちょっと半楕円形な形に分布しているのかと思ってました。

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