[C++からC#に書き直す] メモリの動的確保の方法

Question

###前提・実現したいこと
・問題点
Visual StudioでC#とWPFを使ったアプリケーションを作っています。
入力した画像を細線化させるためにメモリの動的確保を行ったソースコードがC++であったので、メモリの動的確保の代わりにbyte[,] imCrrnt = new byte[size.Height + 2,size.Width + 2];のように二次元配列で作ったところうまくいかず、C#でメモリの動的確保を行ったところ下記の　imCrrnt[y + 1][x + 1] = imProcd[y + 1][x + 1] = 0;　に「保護されているメモリに読み取りまたは書き込み操作を行おうとしました。他のメモリが壊れていることが考えられます。」とエラーが発生してしまいました。

そこで、正しい記述方法でメモリの動的確保を行えていないのではないと考えたのですが、解決方法が見つからずに手詰まりとなっています。

利用ライブラリとしてOpenCVSharpを用いています。

お手数をおかけしますがご教授お願いいたします。

###該当のソースコード
C++

cv::Mat cvHilditch2(const cv::Mat& im_src)
{
	cv::Size size = im_src.size();
	unsigned char** im_crrnt;
	unsigned char** im_procd;

	im_crrnt = new unsigned char*[size.height + 2];
	im_procd = new unsigned char*[size.height + 2];

	for (int y = 0; y < size.height + 2; y++) {
		im_crrnt[y] = new unsigned char[size.width + 2];
		im_procd[y] = new unsigned char[size.width + 2];
	}

	for (int y = 0; y < size.height; y++) {
		for (int x = 0; x < size.width; x++) {
			int pos = y * (int)im_src.step + x * im_src.channels();
			int val = (int)im_src.data[pos];
			if (val == 255) 
				im_crrnt[y + 1][x + 1] = im_procd[y + 1][x + 1] = 1;
			else if (val == 0) 
				im_crrnt[y + 1][x + 1] = im_procd[y + 1][x + 1] = 0;
			else {
				exit(1);
			}
		}
	}
・・・・//以下省略

C#で書き直したもの

static unsafe Mat cvHilditch(ref Mat img)
        {
            OpenCvSharp.Size size = img.Size();

            byte** imCrrnt = stackalloc byte*[size.Height + 2];
            byte* imCrrntTmp = stackalloc byte[size.Width + 2];
            byte** imProcd = stackalloc byte*[size.Height + 2];
            byte* imProcdTmp = stackalloc byte[size.Height + 2];
            for (int y = 0; y < size.Height + 2; y++)
            {
                imCrrnt[y] = imCrrntTmp;
                imProcd[y] = imProcdTmp;
            }

            for (int y = 0; y < size.Height; y++)
            {
                for(int x = 0; x < size.Width; x++)
                {
                    var val = img.Get<Vec3b>(y, x);
                    if (val[0] == 255)
                        imCrrnt[y + 1][x + 1] = imProcd[y + 1][x + 1] = 1;
                    else if (val[0] == 0)
                        imCrrnt[y + 1][x + 1] = imProcd[y + 1][x + 1] = 0;//ここにエラーが発生
                    else
                    {
                        //Environment.Exit(1);
                    }
                }
            }
・・・・//以下省略

###補足情報(言語/FW/ツール等のバージョンなど)
Visual Studio 2015　Visual C#のWPFアプリケーションを使用

Answer 1

こんにちは。

メモリ獲得の部分は普通にやればよいですよ。

    cv::Size size = im_src.size();
    unsigned char** im_crrnt;
    unsigned char** im_procd;

    im_crrnt = new unsigned char*[size.height + 2];
    im_procd = new unsigned char*[size.height + 2];

    for (int y = 0; y < size.height + 2; y++) {
        im_crrnt[y] = new unsigned char[size.width + 2];
        im_procd[y] = new unsigned char[size.width + 2];
    }

は、次のように書けます。（OpenCVSharpは持ってないのでSizeのところは読み替えて下さい。）

    Size size = new Size(100, 200);
    Byte[][] im_crrnt;
    Byte[][] im_procd;

    im_crrnt = new Byte[size.Height + 2][];
    im_procd = new Byte[size.Height + 2][];

    for (int y = 0; y < size.Height + 2; y++)
    {
        im_crrnt[y] = new Byte[size.Width + 2];
        im_procd[y] = new Byte[size.Width + 2];
    }

Comments

[ghana]

回答ありがとうございます。
解答通りに記述したら、きちんと二次元配列として宣言でき、画素も格納することができました。

ありがとうございました！！

Answer 2

動く動かない以前の問題として unsafe やポインタや stackalloc を使う案件ではありません。
配列で書き直してください。

var imCrrnt = new byte[size.Height + 2][];

いちゃもんではありません。
普通の配列を使うことでこのソースの抱える複数の問題が片付きます。

Comments

[ghana]

回答ありがとうございます。
その場合ですと、imCrrnt[size.Height + 2][size.Width + 2]という配列の中に一つ一つの画素値を代入するにはどのような初期化を行えばよいのでしょうか

[Zuishin]

画素値は byte なので普通に代入できます。

[Zuishin]

初期化というのがメモリの確保のことなら new を使います。

Answer 3

imProcdTmpがsize.Heightになってますが、これは正しいのでしょうか？

Comments

[ghana]

すみません！！
こちらの記述ミスのようでした。Heightではなく正しくはWidthでした・・・
実行したところ一応動いてはいるのですが、細線化はされていませんでした・・

ついでで申し訳ないのですが
C#のメモリの動的確保の記述方法はこれでよかったのでしょうか？

[pngnshny]

よく見ると、かなり違和感があります。C++ではforループ内で動的確保しているのに対し、C#ではforループ外で動的確保しています。
動的確保の文法は、多分あっていると思います。

[ghana]

返答ありがとうございます。
C#でforループ内でstackallocを使ってC++のように
byte** imCrrnt = stackalloc byte*[size.Height + 2];
for(int y = 0; y < size.Height + 2; y++){
imCrrnt[y] = stackalloc byte[size.Width + 2];
}

と書いてみてもエラーが発生していまい、どうしても先ほどの記述になってしまいます。

どのように記述したらメモリの動的確保による二次元配列を宣言できるのでしょうか。

重ね重ね申し訳ありません。

[pngnshny]

stackallocというのは、名前から察するにスタックにメモリ確保するので、forループを抜けた時にその領域が使えなくなるのかもしれません。heapallocというものがC#に用意されていませんか？

Answer 4

エラー発生時のx,yの数値およびsize.height, size.widthの数値を調べると原因がわかるかもしれません。

---

以下エラーとは関係ない事ですが

            for (int y = 0; y < size.Height + 2; y++)
            {
                imCrrnt[y] = imCrrntTmp;
                imProcd[y] = imProcdTmp;
            }

おそらく意図通りに動いてないと思います。

imCrrnt[0][0] = 5;
// => imCrrnt[1][0]も5になります

---

im_crrnt[y + 1][x + 1]

なんの為の+1なのですか？
右下に1ドット動かすのでしょうか？

Comments

[ghana]

回答ありがとうございます。
なぜ＋１になっているかはC++のソースコードを書き直したので正確な解答はできないのですが、省略したコード以降に以下のようなコードがあるためだと思われます。

for (int y = 0; y < size.height + 2; y++) {
im_crrnt[y][0] = im_procd[y][0] = 0;
im_crrnt[y][size.width + 1] = im_procd[y][size.width + 1] = 0;
}
for (int x = 0; x < size.width + 2; x++) {
im_crrnt[0][x] = im_procd[0][x] = 0;
im_crrnt[size.height + 1][x] = im_procd[size.height + 1][x] = 0;
}