ビットマップ画像を読み込むプログラムがうまく行きません。困ってます…。

質問

こんにちは。大学４年のyu-tinと申します。
現在、大学の研究で使用するためのプログラムとして、以下の機能を持ったプログラム作りに取り込んでいます。

１）ビットマップ画像（グレースケール、縦480×横640pixel）を読み込み、
　その画像の１つ１つの画素の輝度値を表示させる
２）読み込んだビットマップ画像を出力させる

しかし、作成したプログラムがうまく行きません。以下の３つの問題が発生しています。

ａ）０行０列～１行３８３列までの画素値がおかしい。
　（0,0,0,0,1,1,1,0,2,2,2,0,3,3,3,0,…,254,0,255,255,255,0　となっている）
ｂ）出力した画像の最上部２行程度に、細くて黒い線が表示される。
　（読み込んだ画像と全く同じ画像を出力させたい）
ｃ）出力した画像が、”ディスクエラー”によりＰｈｏｔｏｓｈｏｐで開けない。
　（ペイントでは開ける）

その問題のプログラムは、以下の通りです。
しかし、このプログラムは、他人のプログラムに改良を加えて作成したものです。なので、このプログラム自体、私自身が完璧に理解できていない状況です。

私は、プログラミングに関しては初心者に近いので、丁寧に教えて頂けると大変助かります。
研究が先に進まず、大変困っています…。みなさま、本当に、本当によろしくお願い致します。

//ビットマップ画像に関するプログラム。
//画像の表示と輝度値の表示を行う。

#include<stdio.h>
#include<windows.h>
#include<stdlib.h>

#define X_SIZE 640　　//画像の横幅(ピクセル数)
#define Y_SIZE 480　　//画像の縦幅(ピクセル数)
#define Z_SIZE 1　　　　//１つの画素に含まれる色の数

void *malloc(size_t size);

void main(void)
{
　int i, j, k;　　　//ループ用変数 i…縦の画素用, j…横の画素用, k…色数用
　int x=0;　　　　//画像の横幅(ピクセル数)*/
　int y=0;　　　　 //画像の縦幅(ピクセル数)
　FILE *fp;

/***********元画像データのメモリ確保*********/
　BYTE ***mae;
　mae=(BYTE ***)malloc(sizeof(BYTE **)*Y_SIZE);
　for(i = 0; i < Y_SIZE; i++){
　　mae[i]=(BYTE **)malloc(sizeof(BYTE *)*X_SIZE);
　}
　for(i = 0; i < Y_SIZE; i++){
　　for(j = 0; j < X_SIZE; j++){
　　　mae[i][j]=(BYTE *)malloc(sizeof(BYTE)*Z_SIZE);
　　}
　}

/*******画像の読み込み・輝度値の表示*******/
　fp=fopen("sample1.bmp","rb");　　 //画像”sample1”を開く

　BITMAPFILEHEADER bmfh;
　BITMAPINFOHEADER bmih;

　fread(&bmfh,sizeof(bmfh),1,fp);
　fread(&bmih,sizeof(bmih),1,fp);

　x=bmih.biWidth;　　//インフォヘッダに含まれる画像の幅情報をxに代入
　y=bmih.biHeight; 　//インフォヘッダに含まれる画像の高さ情報をyに代入

　for(i = 0; i < y ;i++){
　　for(j = 0; j < x; j++){
　　　fread(&mae[i][j][0],sizeof(BYTE),1,fp);
　　　if(i<640 && j<480)printf("%d, %d, %d\n",i, ｊ, mae[i][j][0]); 　　//輝度値を表示
　　}
　}
　fclose(fp);

/**************画像の表示*************/
　//画像”sample1”を”sample2”という名前で出力する
　fp = fopen("sample2.bmp" ,"wb");

　//ヘッダの書き込み
　fwrite(&bmfh,sizeof(bmfh),1,fp);
　fwrite(&bmih,sizeof(bmih),1,fp);

　for(i = 0; i < bmih.biHeight; i++){
　　for(j = 0; j < bmih.biWidth; j++){
　　　fwrite(&mae[i][j][0],sizeof(BYTE),1,fp);
　　}
　}
　fclose(fp);　　//ファイルをクローズ

}

回答No.1

redfox63 · ベストアンサー

ビットマップファイルにはビット深度が24ビット未満の場合
このファイルで使用されるパレットが登録されています
BITMAPINFOHEADER と 実際のビットイメージの間に
RGBA*何色といったパレットが存在します
グレースケールの8bitなら256個です
何個あるかは BITMAPINFOHEADERのbiClrUsedがそれに当ります
これが0ならbiBitCountをビットシフトして求めます
1 << biBitCountが個数になります
実際のバイトデータとしては
(1 << biBitCount) * sizeof(RGBQ) バイト存在します

したがって
BYTE* pPalette = (BYTE*)calloc( sizeof(RGBQ), (1 << biBitCount) );
とバッファを宣言して

fread(&bmih,sizeof(bmih),1,fp);
の後で
fread( pPalette, sizeof(RGBQ), (1 << biBitCount), fp );
を実行してから
色情報を取得しましょう

書き出すときも同じように
fwrite(&bmih,sizeof(bmih),1,fp);
の後で
fwrite( pPalette, sizeof(RGBQ), (1 << biBitCount), fp );
を実行します

あと動的に確保したバッファは使い終わったら free()で開放しましょう

return 0；の前に
　free( pPalette );
　for(i = 0; i < Y_SIZE; i++){
　　for(j = 0; j < X_SIZE; j++){
　　　free(mae[i][j]);
　　}
　}
　for(i = 0; i < Y_SIZE; i++){
　　free(mae[i]);
　}
　free(mae);
といった具合に 逆順に開放していきます

お礼

返信が大変遅くなってしまいました。申し訳ないです。

redfox63さんのアドバイスを基に改良を加えたところ、
無事にグレースケールのＢＭＰ画像を読み込むことができました。

ご意見を頂けて、大変感謝をしております。
ありがとうございました。

まだまだ知識不足ですので、また質問をすることがあると思います。
その際は、よろしくお願い致します。

回答No.2

Oh-Orange

★アドバイス
＞しかし、このプログラムは、他人のプログラムに改良を加えて作成したものです。
＞なので、このプログラム自体、私自身が完璧に理解できていない状況です。
　↑
　それなら回答者は誰一人理解できないんでしょうね。多分。
・質問文を読んで思ったのですがグレイスケールのビットマップ画像は 256 色の
　パレット・テーブルは持っているのですか？
　パレット・テーブルはなさそうですよね。
　だから
＞ｃ）出力した画像が、”ディスクエラー”によりＰｈｏｔｏｓｈｏｐで開けない。
＞　（ペイントでは開ける）
　↑
　となる気がします。
　確かビットマップ画像で 256 色以下は必ずパレット情報を持つ必要があるはずですので
　『Photoshop』ではディスクエラー(BMP形式でないエラー)となるのだと思います。
　ペイントではなぜ開けるのだろ？
　あまり厳しくヘッダをチェックしていないのかも？
・用意したグレースケールのビットマップ画像が正しいと保障できますか？
　きちんとビットマップのヘッダを確認した方が良いですよ。
　縦横ピクセル数、カラー数、その他いろいろ。
・あと次の構造体をちゃんと理解して下さい。
　http://msdn.microsoft.com/library/ja/default.asp?url=/library/ja/DirectX9_c/directx/htm/bitmapinfoheaderstructure.asp
　パレット・テーブルの RGBQUAD 構造体をちゃんと読み書きすること。
　http://www.alpha-net.ne.jp/users2/uk413/vc/VCT_DIB.html
・以上。

お礼

返信が遅くなってしまい、申し訳ありません。

ご意見ありがとうございました。大変参考になりました。

教えて頂いたＨＰを拝見したところ、私には難しいようでした…。
もう少し勉強をする必要がありそうです。

また疑問が湧いたら、質問をさせて頂きます。
その際はよろしくお願い致します。