Color ⇒ 二値画像

カラー画像を二値画像に変換します。

プログラムの説明

カラー画像を二値画像に変換する image.cs のソースコードです。

//★ Binary Mode で描画    前田 稔
using System;
using System.Drawing;
using System.Windows.Forms;
using System.Diagnostics;

public class MyForm : Form
{
    Face    App;
    int     val= 30;
    public MyForm()
    {
        BackColor = SystemColors.AppWorkspace;
        App = new Face();
        float hdpi = App.bmp.HorizontalResolution;
        float vdpi = App.bmp.VerticalResolution;
        Width = App.bmp.Width*96/(int)hdpi;
        Height = (App.bmp.Height+32)*96/(int)vdpi;
        Paint += new PaintEventHandler(MyHandler);
        MouseDown += new MouseEventHandler(OnMyMouseDown);
    }

    private void MyHandler(object sender, PaintEventArgs e)
    {
        Graphics g; 
        g = e.Graphics;
        if (App.bmp == null)    Application.Exit();
        App.View(g,0,0);
    }

    private void OnMyMouseDown(object sender, MouseEventArgs e)
    {
        if (e.Button == MouseButtons.Left)  //マウスの左ボタン
        {   App.LoadImage();
            val+= 2;
            App.BinMode(val);
        }
        if (e.Button == MouseButtons.Right) //マウスの右ボタン
        {   App.LoadImage();
            val= 30;
        }
        Invalidate();
    }
}

//☆ Face Object Class
class Face
{
    public  Bitmap  bmp = null;
    string  ImgFile = "";

    // Constructor
    public Face()
    {
        OpenFileDialog opendlg = new OpenFileDialog();
        opendlg.Filter = "画像ファイル (*.bmp)|*.bmp|すべてのファイル (*.*)|*.*" ;
        if (opendlg.ShowDialog() == DialogResult.OK)
        {   ImgFile = opendlg.FileName;  }
        try
        {   bmp = new Bitmap(ImgFile);  }
        catch
        {   MessageBox.Show("画像ファイルが読めません！", ImgFile);
            return ;
        }
    }

    // 画像ファイルの入力
    public void LoadImage(string file)
    {
        bmp = new Bitmap(file);
    }
    public void LoadImage()
    {
        LoadImage(ImgFile);
    }

    // 画像を描画
    public void View(Graphics g, int x, int y)
    {
        if (bmp != null) g.DrawImage(bmp, x, y);
    }

    // Binary Mode で描画
    public void BinMode(int val)
    {   Color   cor;
        Int32   wk;
        byte    R,G,B;

        if (bmp == null)    return;
        for(int y=0; y<bmp.Height; y++)
            for(int x=0; x<bmp.Width; x++)
            {   cor = bmp.GetPixel(x,y);
                R = cor.R;
                G = cor.G;
                B = cor.B;
                wk = (B*2 + G*4 + R) / 7;
                if (wk < val) cor = Color.Black;
                else cor = Color.White;
                bmp.SetPixel(x,y,cor);
            }
    }
}

class image01
{
    [STAThread]
    public static void Main()
    {
        MyForm mf = new MyForm();
        Application.Run(mf);
    }
}

カラー画像は RGB をそれぞれ８ビットで記録されています。

青色(B)の８ビット緑色(G)の８ビット赤色(R)の８ビット

これを白黒２階調の二値画像に変換します。
二値画像はグレースケールやエッジ画像と共に画像を解析するときに役に立ちます。
Ｃ＃のプログラムは、Ｃ言語を使って作成する場合に比べて非常に簡単です。
Ｃ言語のプログラムは二値画像に変換及び Binary Mode を参照して下さい。
Ｃ言語では CreateDIBSection() 関数でピクセルデーターの配列にアクセスしているのですが、Ｃ＃ではこれに相当する関数が見つかりません。
そこで Bitmap 画像からピクセルを取得する GetPixel() 関数と、ピクセル毎に色を設定する SetPixel() 関数を使って作成します。
これを使えばプログラムは簡単で解り易いのですが、難点は実行速度が遅いことでしょうか？

ピクセル毎にアクセスして、二値画像に変換するソースコードです。
RGB を単純に加えて３で割る方法では、色に対する明るさが考慮されていません。
そこでウエイトを掛けて演算しています。
val は二値画像の閾値(しきいち)で値が大きくなるほど、黒のピクセルが増えます。

    // Binary Mode で描画
    public void BinMode(int val)
    {   Color   cor;
        Int32   wk;
        byte    R,G,B;

        if (bmp == null)    return;
        for(int y=0; y<bmp.Height; y++)
            for(int x=0; x<bmp.Width; x++)
            {   cor = bmp.GetPixel(x,y);
                R = cor.R;
                G = cor.G;
                B = cor.B;
                wk = (B*2 + G*4 + R) / 7;
                if (wk < val) cor = Color.Black;
                else cor = Color.White;
                bmp.SetPixel(x,y,cor);
            }
    }

MyForm Class のコンストラクタでは Face Class を生成して画像を入力します。
画像サイズに合わせてウインドウサイズを設定します。

    public MyForm()
    {
        BackColor = SystemColors.AppWorkspace;
        App = new Face();
        float hdpi = App.bmp.HorizontalResolution;
        float vdpi = App.bmp.VerticalResolution;
        Width = App.bmp.Width*96/(int)hdpi;
        Height = (App.bmp.Height+32)*96/(int)vdpi;
        Paint += new PaintEventHandler(MyHandler);
        MouseDown += new MouseEventHandler(OnMyMouseDown);
    }

MyHandler() では、View() 関数を呼び出して画像を描画します。

    private void MyHandler(object sender, PaintEventArgs e)
    {
        Graphics g; 
        g = e.Graphics;
        if (App.bmp == null)    Application.Exit();
        App.View(g,0,0);
    }

マウスの左クリックで val をアップしながら二値画像に変換します。
左クリックの度に BinMode() 関数を呼び出すのですが、実行速度が遅く反応が遅れるので間を置いてクリックして下さい。
マウスの右クリックで val を最初の値に戻して、元のカラー画像に設定します。

    int     val= 30;    // 閾値

    private void OnMyMouseDown(object sender, MouseEventArgs e)
    {
        if (e.Button == MouseButtons.Left)  //マウスの左ボタン
        {   App.LoadImage();
            val+= 2;
            App.BinMode(val);
        }
        if (e.Button == MouseButtons.Right) //マウスの右ボタン
        {   App.LoadImage();
            val= 30;
        }
        Invalidate();
    }

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