openCVでの白黒画像読み込み

質問

いつも大変お世話になっております。
ピクセルの値を「ゼロ（黒）」にしたピクセルを読み込んでも「255（白）」となってしまい困っています。cvShowImageでこの画像を表示すると、どうみてもその場所は黒です。
なぜ「255(白)」になるのかわからず困っています。
原因を教えていただけませんでしょうか。
詳細は以下のとおりです。

out_imgという変数名のCV_LOAD_IMAGE_COLORの真っ白の画像
out_img = cvLoadImage("C:...\shiro.jpg", CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
の６×６ピクセルの値を、以下の文で「黒」にして
　　　out_img->imageData[out_img->widthStep * 6 + 6 * 3] = 0;
　　　out_img->imageData[out_img->widthStep * 6 + 6 * 3 + 1] = 0;
　　　out_img->imageData[out_img->widthStep * 6 + 6 * 3 + 2] = 0;
保存し、再び（別のソリューションで）src_img変数としてこの画像を読み込み
　　　src_img = cvLoadImage("C:...￥shiro.jpg", CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
グレースケール化し、　　　
　　　src_img_gray = cvCreateImage(cvGetSize(src_img), IPL_DEPTH_8U, 1);
tmp_img = cvCreateImage(cvGetSize(src_img), IPL_DEPTH_8U, 1
ゼロイチの2値化（バイナリ画像）に変換し、
cvCvtColor(src_img, src_img_gray, CV_BGR2GRAY);
閾値でゼロイチに変換した後（なぜか上のsrc_img_grayでは黒がゼロにはならないため）
cvAdaptiveThreshold(src_img_gray, tmp_img, 255, CV_ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C, CV_THRESH_BINARY, 7, 8);

6×6の位置の値（変数iro）を確認すると「255」となります。

for (x = 0; x < tmp_img->width; x = x + 1){ // x 座標を 1ピクセルずつ進める
for (y = 0; y < tmp_img->height; y = y + 1){ // y 座標を 1ピクセルずつ進める

if (x == 6 && y == 6){
x = 6; （ここでデバックを掛けて、下の変数iroの値がいくつかを確認しています。ゼロであってほしいのですが、255です。
}

uchar iro = tmp_img->imageData[tmp_img->widthStep * y + x * 3];
if (iro == 0){

画像読み込みの引数がおかしいのだろうと思い、
CV_LOAD_IMAGE_ANYCOLOR や「０」にしたところ
今度はfor文のところでエラーになり、走査が始まりません。

for (x = 0; x < tmp_img->width; x = x + 1){ // x 座標を 1ピクセルずつ進める
for (y = 0; y < tmp_img->height; y = y + 1){ // y 座標を 1ピクセルずつ進める

初歩的な質問で申し訳ありません。
ぜひアドバイスをいただけると助かります。
どうぞよろしくお願い致します。

回答No.1

kmee · ベストアンサー

> 　　　out_img->imageData[out_img->widthStep * 6 + 6 * 3] = 0;
>　　　out_img->imageData[out_img->widthStep * 6 + 6 * 3 + 1] = 0;
>　　　out_img->imageData[out_img->widthStep * 6 + 6 * 3 + 2] = 0;

これでは座標(6,6)であり、6x6の画像(x=0～5,y=0～5)に存在しない点です

> なぜか上のsrc_img_grayでは黒がゼロにはならない

JPEGで保存しているようですが、JPEGは非可逆圧縮を使っています。
不可逆とは、元に戻らない、という意味です。
「見た目が似ていれば、ちょっとくらい色が違っていてもいい」という考えで、高圧縮率を実現しています。
元の色が黒(0)だったら、JPEG保存したものを読み出したときに「だいたい黒(1とか2とか)」になってればいい、というものです。
そのまま扱いたいのなら、PNG等の可逆圧縮やBMP等の非圧縮形式を使いましょう。

> uchar iro = tmp_img->imageData[tmp_img->widthStep * y + x * 3];

なぜ x *3 になっているのですか?

前にも言いましたが、配列や画像の範囲について注意が足りません。
まずは、imageDataに直接アクセスするのではなく、 cvSet2D/cvGet2D やcvSetReal2D/cvGetReal2D で x,y を指定するようにしては。

imageDataを使いたいのなら、C言語の配列とポインタをしっかり学習してマスターしてからにしましょう。

お礼

kmee様

すぐに回答くださってありがとうございます。
いろいろと今回もミスを教えてくださって助かりました。
pngにしてみたところゼロになりました。
画像の拡張子にも注意します。

できればぜひ、もうひとつ教えていただきたいのですが
なぜimageDataの場合、「*3」は不要なのでしょうか？
いくら2値にしたとはいえ、配列はRGBなので
3番目の値＝画素値、だと理解していました。
cvSet2Dなどを使用してみますが、
なぜimageDataでRGB画像の場合に「*3」ではNGなのか
自分で調べた結果の理解ですので、
恥ずかしいのですが混乱しています。
もし教えていただけると嬉しいです。
よろしくお願い致します。

回答No.2

kmee

imgData の中は、次のようにデータが並んでいます
0 * widthStep から
　X=0,Y=0のデータ
　X=1,Y=0のデータ
...
　X=x,Y=0のデータ
...
　X=width-1,Y=0のデータ

1 * widthStep から
　X=0,Y=1のデータ
　X=1,Y=1のデータ
...
　X=x,Y=1のデータ
...
　X=width-1,Y=1のデータ

y * widthStep から
...
　X=x,Y=yのデータ
...

y * widthStep から
...
　X=x,Y=yのデータ
...

(height-1)*widthStepから
...
　X=width-1,Y=height-1のデータ

各座標データは次のようになっています
チャンネル1のデータ
チャンネル2のデータ(2チャンネル以上のとき)
チャンネル3のデータ(3チャンネル以上のとき)
チャンネル4のデータ(4チャンネル以上のとき)

各チャンネルのデータは IPL_DEPTH_* で示されるバイト数だけ使われます。
IPL_DEPTH_8U なら1バイト
IPL_DEPTH_32F なら4バイト

以上のことから、座標(x,y)のチャンネルch のデータは
imageData[ y * widhtStep + 1データあたりのバイト数 * ( x * 総チャンネル数 + (ch -1)) ]
から始まる 「1データあたりのバイト数」のデータ、ということになります

で
out_img = cvLoadImage("C:...\shiro.jpg", CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
だと、おそらく IPL_DEPTH_8U(1バイト), チャンネル数3になっているはずです。
これだと
out_img->imageData[out_img->widthStep * y + x * 3] = 0; // 3チャンネルのうちのチャンネル1: B
out_img->imageData[out_img->widthStep * y + x * 3 + 1] = 0; // 3チャンネルのうちのチャンネル2: G
out_img->imageData[out_img->widthStep * y + x * 3 + 2] = 0; // 3チャンネルのうちのチャンネル3: R
となります。
/* 元の画像が 6x6 なら、 x=6,y=6という座標は存在しません。 */
/* よって out_img->widthStep * 6 + 6 * 3 は間違いです */

ですが
cvCreateImage(cvGetSize(src_img), IPL_DEPTH_8U, 1)
だと、IPL_DEPTH_8U(1バイト), チャンネル数1 です。
imageData[ y * widhtStep + 1データあたりのバイト数 * ( x * 総チャンネル数 + (ch -1)) ]
にあてはめれば
imageData[ y * widhtStep + 1 * ( x * 1 + (1 -1)) ]
です。

前にも言ったと思いますが、C言語では、配列の範囲外かどうかのチェックはしません。
例え範囲外でも、とにかくそのアドレスをアクセスしに行きます。
ちゃんと正しい範囲かどうかを管理するのは、プログラム制作者の仕事です。

そこが不完全なら、まずは、チェックしてくれるSet/Getを使って「正しい処理」をするプログラムを作ることから始めてはどうでしょうか。

お礼

いろいろとこのように丁寧なアドバイスをくださったのにきちんとお礼を書き込んでいませんでした。
申し訳ありません。
今でも「何ビットの画像だっけ」と迷うので、このコメントを読み返して知識を確実にしていきます。
本当にありがとうございました！