WPF、画像をディザパターンを使って8色に減色して保存するアプリ

ディザパターンを使って8色に減色

8色は白、黒、赤、緑、青、黄色、水色、赤紫で固定

元の画像

前回はディザパターンなしで変換

こうだったのが

2x2のディザパターンを使うと

同じ8色でも再現度が上がる

何よりかっこいい

同じように4x4のパターン

かっこいい…

ダウンロード先(ヤフーボックス)

github.com

ここの20180127_8.zipがそれ

    画像ファイルのドラッグアンドドロップで開く
testボタンで減色
test		通常の2x2
test2		縦縞2x2
test3		横縞2x2
test4		通常の4x4
test5		変則3x3
保存ボタンで名前を付けて保存
保存形式はpng、bmp、tiff、wdp、gif
index4が付いているものはPixelFormatをIndexed4に変換してから保存する
付いていないものはPbgra32で保存
普通ならpngのIndexed4がいいかな、ファイルサイズが小さくなる

f:id:gogowaten:20191211230436p:plain

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


namespace _20180127_8色に減色パターンディザ
{
    /// <summary>
    /// MainWindow.xaml の相互作用ロジック
    /// </summary>
    public partial class MainWindow : Window
    {
        BitmapSource OriginBitmap;//変換前の画像保持用
        string ImageFileFullPath;//開いている画像ファイルのフルパス、画像保存時に使用
        string PatternName;//ディザパターン名保持、画像保存時に使用

        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
            this.Title = this.ToString();
            this.AllowDrop = true;
            this.Drop += MainWindow_Drop;

            ButtonOrigin.Click += ButtonOrigin_Click;
            ButtonTest1.Click += ButtonTest1_Click;
            ButtonTest2.Click += ButtonTest2_Click;
            ButtonTest3.Click += ButtonTest3_Click;
            ButtonTest4.Click += ButtonTest4_Click;
            ButtonTest5.Click += ButtonTest5_Click;
            ButtonNotDithering.Click += ButtonNotDithering_Click;
            NumericScrollBar.ValueChanged += NumericScrollBar_ValueChanged;
            NumericTextBox.TextChanged += NumericTextBox_TextChanged;
            ButtonSave.Click += ButtonSave_Click;
        }

        private void ButtonSave_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            if (OriginBitmap == null) { return; }
            SaveImage();
        }

        private void ButtonTest5_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            if (OriginBitmap == null) { return; }
            Matrix3x3_1();
            PatternName = nameof(Matrix3x3_1);
        }

        private void ButtonTest4_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            if (OriginBitmap == null) { return; }
            Matrix4x4_1();
            PatternName = nameof(Matrix4x4_1);
        }

        private void ButtonTest3_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            if (OriginBitmap == null) { return; }
            Matrix2x2_3();
            PatternName = nameof(Matrix2x2_3);
        }

        private void ButtonTest2_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            if (OriginBitmap == null) { return; }
            Matrix2x2_2();
            PatternName = nameof(Matrix2x2_2);
        }

        private void ButtonTest1_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            if (OriginBitmap == null) { return; }
            Matrix2x2_1();
            PatternName = nameof(Matrix2x2_1);
        }

        //ディザなしボタンクリック時
        private void ButtonNotDithering_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            if (OriginBitmap == null) { return; }
            MatrixThreshold();
        }


        private void NumericTextBox_TextChanged(object sender, TextChangedEventArgs e)
        {
            TextBox textBox = (TextBox)sender;
            double d;
            if (!double.TryParse(textBox.Text, out d))
            {
                textBox.Text = System.Text.RegularExpressions.Regex.Replace(textBox.Text, "[^0-9]", "");
            }
        }

        private void NumericScrollBar_ValueChanged(object sender, RoutedPropertyChangedEventArgs<double> e)
        {
            if (OriginBitmap == null) { return; }
            MatrixThreshold();
        }

        private void ButtonOrigin_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            if (OriginBitmap == null) { return; }
            MyImage.Source = OriginBitmap;
        }

        //画像ファイルドロップ時
        //PixelFormatをPbgra32に変換してBitmapSource取得
        private void MainWindow_Drop(object sender, DragEventArgs e)
        {
            if (e.Data.GetDataPresent(DataFormats.FileDrop) == false) { return; }
            string[] filePath = (string[])e.Data.GetData(DataFormats.FileDrop);
            OriginBitmap = GetBitmapSourceWithChangePixelFormat2(filePath[0], PixelFormats.Pbgra32, 96, 96);

            if (OriginBitmap == null)
            {
                MessageBox.Show("not Image");
            }
            else
            {
                MyImage.Source = OriginBitmap;
                ImageFileFullPath = System.IO.Path.GetFullPath(filePath[0]);//ファイルのフルパス保持
            }
        }



        //ディザなし、しきい値指定で白黒2値化
        private void MatrixThreshold()
        {
            double[][] thresholdMap = new double[][]
            {
                new double[] { NumericScrollBar.Value / 255 }
            };
            Change8ColorsWithDithering(thresholdMap);
        }


        //2x2ディザ
        private void Matrix2x2_1()
        {
            double[][] thresholdMap = new double[][]
            {
                new double[] { 1f / 5f, 3f / 5f },
                new double[] { 4f / 5f, 2f / 5f }
            };
            Change8ColorsWithDithering(thresholdMap);
        }

        //2x2ディザの変則
        private void Matrix2x2_2()
        {
            double[][] thresholdMap = new double[][]
            {
                new double[] { 1f / 5f, 3f / 5f },
                new double[] { 2f / 5f, 4f / 5f }
            };
            Change8ColorsWithDithering(thresholdMap);
        }

        //2x2ディザの変則
        private void Matrix2x2_3()
        {
            double[][] thresholdMap = new double[][]
            {
                new double[] { 1f / 5f, 2f / 5f },
                new double[] { 3f / 5f, 4f / 5f }
            };
            Change8ColorsWithDithering(thresholdMap);
        }


        //4x4ディザ
        private void Matrix4x4_1()
        {
            double[][] thresholdMap = new double[][]
            {
                new double[] { 1f / 17f, 13f / 17f, 4f / 17f, 16f / 17f },
                new double[] { 9f / 17f, 5f / 17f, 12f / 17f, 8f / 17f },
                new double[] { 3f / 17f, 15f / 17f, 2f / 17f, 14f / 17f },
                new double[] { 11f / 17f, 7f / 17f, 10f / 17f, 6f / 17f }
            };
            Change8ColorsWithDithering(thresholdMap);
        }


        //変則3x3ディザ
        private void Matrix3x3_1()
        {
            double[][] thresholdMap = new double[][]
            {
                new double[] { 1f / 10f, 9f / 10f, 5f / 10f },
                new double[] { 8f / 10f, 2f / 10f, 6f / 10f },
                new double[] { 4f / 10f, 7f / 10f, 3f / 10f }
            };
            Change8ColorsWithDithering(thresholdMap);
        }





        //ディザパターン(行列)を使って8色に減色
        //PixelFormatがPbgra32のBitmapSourceだけが対象
        private void Change8ColorsWithDithering(double[][] thresholdMap)
        {
            var wb = new WriteableBitmap(OriginBitmap);
            int h = wb.PixelHeight;
            int w = wb.PixelWidth;

            int stride = wb.BackBufferStride;
            byte[] pixels = new byte[h * stride];
            wb.CopyPixels(pixels, stride, 0);
            long p = 0;//指定ピクセルの配列の位置
            int xx = thresholdMap[0].Length;//しきい値行列の横の要素数
            int yy = thresholdMap.Length;   //しきい値行列の縦の要素数
            for (int y = 0; y < h; ++y)
            {
                for (int x = 0; x < w; ++x)
                {
                    p = y * stride + (x * 4);
                    for (int i = 0; i < 3; ++i)
                    {
                        if ((double)pixels[p + i] / 256 < thresholdMap[y % yy][x % xx])
                        { pixels[p + i] = 0; }
                        else { pixels[p + i] = 255; }
                    }
                }
            }
            wb.WritePixels(new Int32Rect(0, 0, w, h), pixels, stride, 0);
            MyImage.Source = wb;
        }



        //画像保存
        private void SaveImage()
        {
            var saveFileDialog = new Microsoft.Win32.SaveFileDialog();
            saveFileDialog.Filter = "*.png(index4)|*.png|*.bmp(index4)|*.bmp|*.tiff(index4)|*.tiff|*.wdp(index4)|*.wdp;*jxr|" +
                "*.png|*.png|*.bmp|*.bmp|*.gif|*.gif|*.tiff|*.tiff|*.wdp|*.wdp;*jxr";
            saveFileDialog.AddExtension = true;//ファイル名に拡張子追加
                                               //初期フォルダ指定、開いている画像と同じフォルダ
            saveFileDialog.InitialDirectory = System.IO.Path.GetDirectoryName(ImageFileFullPath);
            //初期ファイル名：元のファイル名＋ディザパターン名
            saveFileDialog.FileName = System.IO.Path.GetFileNameWithoutExtension(ImageFileFullPath) + "_" + PatternName;
            //エンコーダ選択
            if (saveFileDialog.ShowDialog() == true)
            {
                BitmapEncoder encoder = null;
                switch (saveFileDialog.FilterIndex)
                {
                    case 1:
                    case 5:
                        encoder = new PngBitmapEncoder();
                        break;
                    case 2:
                    case 6:
                        encoder = new BmpBitmapEncoder();
                        break;
                    case 7:
                        encoder = new GifBitmapEncoder();
                        break;
                    case 3:
                    case 8:
                        //tiffは圧縮方式をコンボボックスから取得
                        var tiff = new TiffBitmapEncoder();
                        //tiff.Compression = (TiffCompressOption)ComboboxTiffCompress.SelectedItem;
                        encoder = tiff;
                        break;
                    case 4:
                    case 9:
                        //wmpはロスレス指定、じゃないと1bppで保存時に画像が崩れるしファイルサイズも大きくなる
                        var wmp = new WmpBitmapEncoder();
                        wmp.ImageQualityLevel = 1.0f;
                        encoder = wmp;
                        break;
                    default:
                        break;
                }

                //PixelFormatを選択(変換)
                switch (saveFileDialog.FilterIndex)
                {
                    case 1:
                    case 2:
                    case 3:
                    case 4:
                        //PixelFormatをIndexed4に変換してからBitmapFrame作成
                        encoder.Frames.Add(BitmapFrame.Create(new FormatConvertedBitmap((BitmapSource)MyImage.Source, PixelFormats.Indexed4, null, 0)));
                        break;
                    case 5:
                    case 6:
                    case 7:
                    case 8:
                    case 9:
                        //PixelFormatはPbgra32のままBitmapFrame作成
                        encoder.Frames.Add(BitmapFrame.Create((BitmapSource)MyImage.Source));
                        break;
                    default:
                        break;
                }
                //保存
                using (var fs = new FileStream(saveFileDialog.FileName, FileMode.Create, FileAccess.Write))
                {
                    encoder.Save(fs);
                }

            }
        }


        private BitmapSource GetBitmapSourceWithChangePixelFormat2(
            string filePath, PixelFormat pixelFormat, double dpiX = 0, double dpiY = 0)
        {
            BitmapSource source = null;
            try
            {
                using (FileStream fs = new FileStream(filePath, FileMode.Open, FileAccess.Read))
                {
                    var bf = BitmapFrame.Create(fs);
                    var convertedBitmap = new FormatConvertedBitmap(bf, pixelFormat, null, 0);
                    int w = convertedBitmap.PixelWidth;
                    int h = convertedBitmap.PixelHeight;
                    int stride = (w * pixelFormat.BitsPerPixel + 7) / 8;
                    byte[] pixels = new byte[h * stride];
                    convertedBitmap.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 = bf.DpiX; }
                    if (dpiY == 0) { dpiY = bf.DpiY; }
                    //dpiを指定してBitmapSource作成
                    source = BitmapSource.Create(
                        w, h, dpiX, dpiY,
                        convertedBitmap.Format,
                        convertedBitmap.Palette, pixels, stride);
                };
            }
            catch (Exception)
            {

            }

            return source;
        }
    }
}