WPF、wdp画像ファイル作成時の画質設定とファイルサイズ、WmpBitmapEncoder

WmpBitmapEncoderを使ってwdp形式の画像を作成

作成時の画質の設定を変化させたときのファイルサイズと結果画像を比べてみた

WmpBitmapEncoder クラス (System.Windows.Media.Imaging)
https://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/system.windows.media.imaging.wmpbitmapencoder(v=vs.110).aspx

ここ見るとたくさん設定ができるみたい

この中で画質を指定するのに関係ありそうなのが以下の3つ(3つとは言っていない)

UseCodecOptions

QualityLevel

ImageQualityLevel

Lossless

Lossless(ロスレス) ＝無損失＝可逆圧縮

UseCodecOptions

既定値はfalse、Trueにすると以下の3つが有効になる

QualityLevel、OverlapLevel、SubsamplingLevel

QualityLevel

既定値は10、1から255で指定，byte型、1で無損失

設定を有効にするにはUseCodecOptionsをTrueにしておく必要がある

1の無損失でもLosslessとはサイズが違う、少し小さくなった

ImageQualityLevel

既定値は0.9f、0から1で指定、float型、1で無損失

LosslessがTrueのときは無視される

UseCodecOptionsがTrueのときもQualityLevelが優先された

無損失だとLossless=trueの結果と同じになった

Lossless

既定値はfalse、Trueで無損失、可逆と不可逆の切り替え

UseCodecOptionsがTrueのときはQualityLevelが優先された

無損失だとImageQualityLevel=1.0fの結果と同じになった

優先順位、今回試した限りではこうだった

QualityLevel > Lossless > ImageQualityLevel

ただしQualityLevelはUseCodecOptionsをtrueにしておく必要がある

規定値のfalseだとQualityLevelは無効になる

使う画像は

いつもの

WmpBitmapEncoderの既定値

UseCodecOptionsはfalseなのでQualityLevelは無視されて

Losslessもfalseなので

ImageQualityLevelの0.9が適用される

これで作成すると

QualityLevel

1から255までを32ずつ変化

63でかなり劣化して、95以上は破綻している

255ではなぜか絵が出ているけどなんかへんだし

ファイルサイズも元画像より増えている

1から255まで指定できるけど実質1から100くらいかなあ

ImageQualityLevel

1.0から0.0まで0.1ずつ変化させた

最低画質の0.0指定でも画像としてわかる

QualityLevelよりもこちらのほうが使いやすそう

WmpBitmapEncoderの既定値でこちらを使っているのも納得できるし

既定値の0.9も画質をファイルサイズのバランスがいいと思う

ロスレス(可逆圧縮)比較

元画像 144KB

Lossless=true 84KB

ImageQL 84KB

QualityLevel 78KB

QualityLevelが一番縮んで、ImageQualityLevelとLosslessTrueは同じサイズで

f:id:gogowaten:20191211215614p:plain

中身も全く同じみたい

他の画像形式と比べてみると

TiffEncoder 128KB(圧縮設定はDefault)

PngEncoder 106KB

WmpBitmapEncoderのロスレスはかなり優秀なんじゃないかな

ロスレスでこれだけ差が出るのはすごいと思う

ほんとにロスレスなのかなあって疑ってしまう

まとめると

WmpBitmapEncoderの画質設定は

ImageQualityLevelを使えばいい

最低品質を指定しても画像が破綻することもなく

最高品質ならロスレスになる

その他の設定

ImageDataDiscardLevelってのを変更したらモザイクになった、これ面白いねえ

サイズもめちゃくちゃ縮んで1/144とかモビルスーツがプラモデルになるレベル

SubsamplingLevel

Level1から3までファイルサイズが違っているので何かしら違うみたい

Level0だとグレースケールになった

OverlapLevel

これもファイルサイズ以外違いがわからん

1ピクセルのしましまと色と透明のグラデーションを

組み合わせたpng形式の画像

pngなのでロスレス

ファイルサイズはサイズは4KB

これをWmpのロスレスで作成したら

元画像 4KB

Lossless=true 64KB

ImageQL 64KB

QualityLevel 77KB

残念なことに大幅に膨らんだ

ってことはWmpのロスレスは幾何学模様の画像は苦手で

写真画像が得意なのかも？

でも透明に関係しそうなalphaがついているプロパティがいくつかあるから

その辺を指定すると縮む？…としてもpng形式にしたほうが早いし

写真画像もjpeg形式のものしか持っていないからロスレスは無意味

思いついた、Wmpのロスレスは写真画像に文字や矢印なんかの図形を入れたものを保存する時には良さそう！

拡張子

CodecInfoを見ると拡張子は.wdpか.jxrってある、どちらにするか迷う

HD Photo - Wikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/HD_Photo

jxrのほうが新しいみたい

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

namespace _20180116_WmpBitmapEncoder
{
    /// <summary>
    /// MainWindow.xaml の相互作用ロジック
    /// </summary>
    public partial class MainWindow : Window
    {
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
            this.Title = this.ToString();
            string filePath;
            filePath = @"D:\ブログ用\テスト用画像\NEC_8041_2017_05_09_午後わてん_96dpi_Bgr24.bmp";
            //半透明
            //filePath = @"D:\ブログ用\テスト用画像\TransparentRect3.png";

            BitmapSource source = GetBitmapSource10(filePath, true, 96, 96);

            WmpImageQualityLevel(source);
            WmpQualityLevel(source);
            WmpOverlapLevel(source);
            WmpSubsamplingLevel(source);
            WmpImageDataDiscardLevel(source);
            WmpLossless(source);
        }


        private void WmpImageQualityLevel(BitmapSource source)
        {
            string fileName = "";
            for (int i = 0; i <= 10; ++i)
            {
                var encoder = new WmpBitmapEncoder();
                encoder.ImageQualityLevel = (float)i / 10;
                encoder.Frames.Add(BitmapFrame.Create(source));
                fileName = nameof(WmpImageQualityLevel) + encoder.ImageQualityLevel.ToString("0.0") + ".wdp";
                using (var fs = new FileStream(fileName, FileMode.Create, FileAccess.Write))
                {
                    encoder.Save(fs);
                }
            }
        }
        private void WmpQualityLevel(BitmapSource source)
        {
            string fileName = "";
            for (int i = 255; i > -32; i -= 32)
            {
                var encoder = new WmpBitmapEncoder();
                if (i < 1) { encoder.QualityLevel = 1; }
                else { encoder.QualityLevel = (byte)i; }
                encoder.Frames.Add(BitmapFrame.Create(source));
                encoder.UseCodecOptions = true;
                fileName = nameof(WmpQualityLevel) + encoder.QualityLevel.ToString("000") + ".wdp";
                using (var fs = new FileStream(fileName, FileMode.Create, FileAccess.Write))
                {
                    encoder.Save(fs);
                }
            }
        }
        private void WmpOverlapLevel(BitmapSource source)
        {
            string fileName = "";
            for (byte i = 0; i <= 2; ++i)
            {
                var encoder = new WmpBitmapEncoder();
                encoder.Frames.Add(BitmapFrame.Create(source));
                encoder.OverlapLevel = i;
                encoder.UseCodecOptions = true;
                fileName = nameof(WmpOverlapLevel) + encoder.OverlapLevel.ToString() + ".wdp";
                using (var fs = new FileStream(fileName, FileMode.Create, FileAccess.Write))
                {
                    encoder.Save(fs);
                }
            }
        }
        private void WmpSubsamplingLevel(BitmapSource source)
        {
            string fileName = "";
            for (byte i = 0; i <= 3; ++i)
            {
                var encoder = new WmpBitmapEncoder();
                encoder.Frames.Add(BitmapFrame.Create(source));
                encoder.SubsamplingLevel = i;
                encoder.UseCodecOptions = true;
                fileName = nameof(WmpSubsamplingLevel) + encoder.SubsamplingLevel.ToString() + ".wdp";
                using (var fs = new FileStream(fileName, FileMode.Create, FileAccess.Write))
                {
                    encoder.Save(fs);
                }
            }
        }
        private void WmpImageDataDiscardLevel(BitmapSource source)
        {
            string fileName = "";
            for (byte i = 0; i <= 3; ++i)
            {
                var encoder = new WmpBitmapEncoder();
                encoder.Frames.Add(BitmapFrame.Create(source));
                encoder.ImageDataDiscardLevel = i;
                fileName = nameof(WmpImageDataDiscardLevel) + encoder.ImageDataDiscardLevel.ToString() + ".wdp";
                using (var fs = new FileStream(fileName, FileMode.Create, FileAccess.Write))
                {
                    encoder.Save(fs);
                }
            }
        }
        private void WmpLossless(BitmapSource source)
        {
            string fileName = "";
            var encoder = new WmpBitmapEncoder();
            encoder.Frames.Add(BitmapFrame.Create(source));
            encoder.Lossless = true;
            fileName = nameof(WmpLossless) + "_" + encoder.Lossless.ToString() + ".wdp";
            using (var fs = new FileStream(fileName, FileMode.Create, FileAccess.Write))
            {
                encoder.Save(fs);
            }

        }




        /// <summary>
        /// ファイルパスとPixelFormatを正確にするか最適にするかを指定してBitmapSourceを取得、
        /// dpiの変更は任意
        /// </summary>
        /// <param name="filePath">画像ファイルのフルパス</param>
        /// <param name="accuratePixelFormat">Trueなら画像ファイルと同じ正確なPixelFormat、
        /// Falseは今の環境で最適なものに変更される</param>
        /// <param name="dpiX">無指定なら画像ファイルで指定されているdpiになる</param>
        /// <param name="dpiY">無指定なら画像ファイルで指定されているdpiになる</param>
        /// <returns></returns>
        private BitmapSource GetBitmapSource10(
            string filePath, bool accuratePixelFormat, double dpiX = 0, double dpiY = 0)
        {
            BitmapSource source;
            using (FileStream fs = new FileStream(filePath, FileMode.Open, FileAccess.Read))
            {
                BitmapFrame bitmapFrame;
                //PixelFormatを元の画像と同じにするかパソコンの環境に合わせるか
                if (accuratePixelFormat)
                {//画像と同じ
                    bitmapFrame = BitmapFrame.Create(
                        fs,
                        BitmapCreateOptions.PreservePixelFormat,
                        BitmapCacheOption.Default);
                }
                else
                {//環境に最適なものに変更
                    bitmapFrame = BitmapFrame.Create(
                        fs,
                        BitmapCreateOptions.None,
                        BitmapCacheOption.Default);
                }

                int w = bitmapFrame.PixelWidth;
                int h = bitmapFrame.PixelHeight;
                int stride = (w * bitmapFrame.Format.BitsPerPixel + 7) / 8;
                byte[] pixels = new byte[h * stride];
                bitmapFrame.CopyPixels(pixels, stride, 0);
                //dpi指定がなければ元の画像と同じdpiにする
                if (dpiX == 0) { dpiX = bitmapFrame.DpiX; }
                if (dpiY == 0) { dpiY = bitmapFrame.DpiY; }
                //dpiを指定してBitmapSource作成
                source = BitmapSource.Create(
                    w, h, dpiX, dpiY,
                    bitmapFrame.Format,
                    bitmapFrame.Palette, pixels, stride);
            };

            return source;
        }
    }
}