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プログラミング演習Ⅱ
課題4第3週
画像処理 (1)
ビット演算子
1
全体の流れ
画像ファイルを開き，画像データをメモリ上にロード(済)
ロードした画像データに処理を加える (第3・4週)
処理後のデータを出力ファイルに書き出す (済)
画像データ用に確保したメモリを解放 (済)
2
画像バッファの様子(再確認)
→ i
pImage
xsize
ysize
level
pBuffer
256
192
255
pImage->pBuffer[0][0]
PIXEL構造体， {R, G, B}
→ i
↓
j
ysize個
↓
j
位置[0][0]のRにアクセス:
pImage->pBuffer[0][0].r
pImage->pBuffer[j]
xsize個
3
画像の90度回転 ipRotateImage
[0][0]
[0][ｙsize – 1]
→ i
↓
j
xsize個
ysize個
xsize個
ysize個
関数内で作業用の画像バッファメモリを確保し，
順に画素を埋めていけばよい．
iioMallocImageBuffer
iioFreeImageBuffer
4
ビットマスクを用いた
画像の減色処理 ipBitMask
原画像
RGB各色 0～255
2563 = 16,777,216 色
減色画像の例
0, 16, 32,...,240
163 = 4096色
下位4bitは全て0
5
ビット演算 (1)
unsigned char A = 113; /* 0111 0001 */
unsigned char B = 15;
/* 0000 1111 */
unsigned char D;
D = A & B;
D = A | B;
D = A >> 3;
/* AND: 0000 0001 */
/* OR:
0111 1111 */
/* SHIFT: 0000 1110 */
他にもXOR(^), 左シフト(<<)，NOT(~)がある
6
ビット演算 (2)
unsigned char A = 113; /* 0111 0001 */
char C = -64;
/* 1100 0000 */
char D;
D = A >> 3;
D = C >> 3;
/* 0000 1110, 14 */
/* 1111 1000, -8 */
符号なし変数のシフト: 隙間は0で埋められる (論理シフト)
符号あり変数のシフト: 隙間は最上位ビットで埋められる*
(算術シフト)
*注意: 符号あり変数のシフト結果は環境によって異なることがあるため，
負の数のビットシフトは極力避けるようにする
7
練習問題 (1)
変数の型と初期値
unsigned char A = 3;
unsigned char B = 33;
unsigned char D = 0;
結果
式
2進
D = A & B A: 0000 0011
B: 0010 0001
D:
D = A | B A:
B:
D:
16進 10進
(0x03, 3)
(0x21, 33)
8
練習問題 (2)
式
結果
D=A^B
A:
B:
D:
D = B << 2
B:
D:
D = A >> 3
A:
D:
9
練習問題 (3)
式
結果
D = ~A
A:
D:
A >>= 2
実行前
A:
実行後
A:
10
画素のビットマスク ipBitMask

各画素値の下位6ビットを0にしたい場合
pImage->pBuffer[j][i].r &= 0xC0;
pImage->pBuffer[j][i].g &= 0xC0;
pImage->pBuffer[j][i].b &= 0xC0;
16進: C0
2進:1100 0000
例: r = 100
rの2進表現
0
1
1
0
0
1
0
0
0xC0の2進表現
1
1
0
0
0
0
0
0
r & 0xC0
0
1
0
0
0
0
0
0
下位6ビットが0のマスク(0xC0)と&を取ることで，画素値の
階調を制限している
(結果，画素値は0, 64, 128, 192のいずれかになる)
11
第3週目の目標


ビット演算の練習問題を解く
コマンドライン引数の最初のmodeによって画
像処理の種類を指定できるようにせよ．
> ex4_2.exe [mode] [inputfile] [outputfile]
 modeが0の場合: 画像を90度回転
 modeが1の場合: 画像の各画素の下位”4”ビットを
0でマスク(6ではないので注意)
 上記以外: 画像処理を行わない(ファイルのコピー)
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