bmpファイルのrbg値を書き換えるプログラム

Question

in.bmpを読み込んでrbg値を書き換え、out.bmpで出力するプログラムです。
in.bmpのrbg値を(blue, green, red)、out.bmpのrbg値を(blue#, green#, red#)とし、
blue# = blue
green# = blue + (red - green)
red# = green# + (green - blue)
を満たすようにrgb値を書き換えたいのですが上手くできません。
どこがおかしいのかご教示ください。

#define HEIGHT 400
#define WIDTH 400

#include <stdio.h>
int main()
{
    FILE *fr, *fw;
    int i, j, k;

    unsigned char img[3];
    unsigned char header[54];
    int br1, br2, br3;
    unsigned char out1, out2, out3;

    fr = fopen("in.bmp", "rb");
    fw = fopen("out.bmp", "wb");

    if( fr == NULL || fw == NULL ){
        printf("Cannot open file\n");
        return 1;
    }

    fread(header, sizeof(unsigned char), 54, fr);
    fwrite(header, sizeof(unsigned char), 54, fw);

    for( i = 0; i < HEIGHT; i++ )
    {
        for( j = 0; j < WIDTH; j++ )
        {
            fread(img, sizeof(unsigned char), 3, fr);

            br1 = (int)img[0];
            if(br1 < 0) br1 = 0;
            if(br1 > 255) br1 = 255;
            out1 = (unsigned char)br1;

            br2 = (int)img[0] + ((int)img[2] - (int)img[1]);
            if(br2 < 0) br2 = 0;
            if(br2 > 255) br2 = 255;
            out2 = (unsigned char)br2;

            br3 = br2 + ((int)img[1] - (int)img[0]);
            if(br3 < 0) br3 = 0;
            if(br3 > 255) br3 = 255;
            out3 = (unsigned char)br3;

            for( k = 0; k < 3; k++ )
            {
                fwrite(&out1, sizeof(unsigned char), 1, fw);
                fwrite(&out2, sizeof(unsigned char), 1, fw);
                fwrite(&out3, sizeof(unsigned char), 1, fw);
            }
        }
    }

    fclose(fr);
    fclose(fw);
    
    return 0;
}

Comments

[y_waiwai]

うまくできないとはどうなるんでしょうか。

[thkana]

読み込ませている画像ファイルのフォーマットは、プログラム中で予期しているものに合致していますか。

[torimoti]

>>y_waiwaiさん
in.bmpとout.bmpのrgb値を測定すると計算結果と合わないんです。

[torimoti]

>>thkanaさん
それに関しては問題ないはずなんですけど、出力結果が予想と違うんですよね…。

[y_waiwai]

rgb値を測定とはどうやって測定したんでしょう

また、
このコードで扱ってるBMPファイルは一般のBMPのフォーマットと違うようですが、
ここで扱ってるBMPのデータ構造に関してなにか資料はありますか？

[torimoti]

>>y_waiwaiさん
それはまた別のプログラムを用いたのですが、それも貼った方が良いですか？
このbmpファイルのデータ構造に関しての資料は無いです。強いて挙げるならば、柴田望洋さんの新明解c言語入門編と実践編です。
あるbmpファイルのrgb値の平均を出してグレーのbmpファイルを出力するプログラムはこの書き方で動いていたので、プログラムの内容に不備があると考えたのですが…。

[y_waiwai]

そりゃBMPのフォーマットガン無視でデータ書き換えてもそりゃ思うようにならんですが。

[thkana]

> 問題ないはず
その言葉、質問される方皆さんおっしゃいます。問題ないはずなのに動かない、と。
「こういう方法で確認してこういう結果を得たので問題ない」と言い切るのでない限り、疑うしかありません。だって、結果は全体としては「問題あり」なのですから、大丈夫と断言出来るところ以外は疑ってかかるしかないでしょう。

> 出力結果が予想と違うんですよね…。
となると、期待する結果、与えたデータ、得られた結果(これはプログラムからわかるか...)を示していただかないと、第三者にはあなたが何に不満なのかさえわかりません。

必要な情報を提示して下さい。

[torimoti]

>>y_waiwaiさん
rgb値の平均を出すことでグレーのbmpファイルを出力する際には問題なかったのですが、この場合は何故不具合が出るのでしょうか。
単純に書き換えに関しては、フォーマットを無視してはならないだけですか？

[y_waiwai]

どういう不具合なんですか？
その不具合の具体例を出してくれないと、あなたは言い張ってるだけ、にしかなりませんよ。

[torimoti]

>>thkanaさん
仰る通りで問題ないはずという根拠は明確に示せない時点で不備がある可能性がありますね。
根拠になるかはわかりませんが、400×400画素サイズのbmpファイルのrgb値平均を出し、グレーのbmpファイルを出力する不具合のないプログラムがあり、それのコードの内容を核の部分は殆ど変えずに組み、400×400画素サイズのbmpファイルのrgb値書き換えプログラムとして用いています。

出力結果はbmpファイルで出てきますのでここに貼ることは出来ないです。ただ、別のプログラムでrgb値を計測すると、in.bmpとout.bmpの対応するrgb値が指定している公式通りに出力されないことしか言えないです。

[fana]

> 指定している公式通りに出力されない

ということになる画素が処理結果の中に１つ以上存在するのでしょうから，
そのうちのいくつかの画素に関しての｛入力画素値，結果画素値，本来あるべき結果値｝を例示されてはどうか．

あとは，あなたの観測結果をもっと具体的に述べることはできないのか？
単に「公式通りではない」と言うのではなくて．
例えば，「b#とg#については所望の結果なのだが，r#だけが異なっている」とか言われれば，「r#の計算に用いているg#が問題なんじゃねーの？」とか想像が付くかもしれない．

[torimoti]

>>fanaさん
分かりにくくて申し訳ないです。
観測結果についてですが、出力予想値と実際の出力値b#、g#、r#が全て異なる値となるか、一部異なるか、全て一致するかとなっており、法則性が全く見当たりません。

例えば入力値b:g:r=229:228:232の場合、出力値はb#:g#:r#=229:233:232となるはずが、このプログラムではb#:g#:r#=232:236:235となってしまいます。

対して、入力値b:g:r=247:245:245の場合、出力値はb#:g#:r#=247:247:245となり、実際の出力値もb#:g#:r#=247:247:245となっています。

[thkana]

どこかで区切りがずれてるとか...

> 出力結果はbmpファイルで出てきますのでここに貼ることは出来ない
入出力ファイルそれぞれ例えば先頭128バイト分をダンプして貼ることは出来ませんか?

> 公式通りに出力されないことしか言えないです。
いえ、具体的な値を示すことができるはずです。

本題ではないですが、
green# = blue + (red - green)
red# = green# + (green - blue)
つまり
red# = blue+red-green+green-brue = red
ですね。

[fana]

> red# = blue+red-green+green-brue = red

コードでは green# は演算結果を8bitの範囲に丸めているので，
式に明記されていませんが，必ずしも
red# = red
という話ではないのだろう，と想像します．

[fana]

（最大最小の範囲に抑え込むことを「丸める」とは言わないか…？　何と呼ぶだろう？）

[thkana]

あぁ、飽和させちゃうこともあるんですね。了解。

[hero1000]

デバッガで計算するところで止めて、うまくいくケースとうまく行かないケースを試せないんですか？

Answer 1

結果を出力している箇所ですが，forで３回繰り返すのが間違いかと見えます．
（入力の３倍出力している）

for( k = 0; k < 3; k++ )
{
    fwrite(&out1, sizeof(unsigned char), 1, fw);
    fwrite(&out2, sizeof(unsigned char), 1, fw);
    fwrite(&out3, sizeof(unsigned char), 1, fw);
}

Answer 2

Bitmapファイルフォーマット

ヘッダ情報の中には、実際の画像データの位置情報が含まれています。
また、１画素の色数も参照して、画素あたりのバイト数も読み出す必要もあります
もひとつ、X方向の１ラインの先頭アドレスは常に４バイトアライメントされるんでそこらへんも考慮に入れましょう。

これらのデータガン無視でBMPデータをいじろうとしてもうまくいきません