画像の２倍拡大 - 【ゆるゆるプログラミング】

2020/03/23 公開

・画像の２倍拡大

ここでは、フルカラー(24bit)画像を縦横のサイズを２倍の画像に変換するソースコードを解説します。ここでは、１つのピクセルの大きさを２ｘ２の４ピクセルにするという最も簡単な方法を紹介します。

以下がそのソースコード例です。

Expand1.java　←　クリックしてダウンロードページに移動

001:    import java.awt.image.BufferedImage;
002:    import java.io.File;
003:    import javax.imageio.ImageIO;
004:    import java.io.IOException;
005:    
006:    public class Expand1 {
007:    	public static void main( String[] args ) {
008:    		// 結果格納フラグ
009:    		boolean result;
010:    		// ファイル名
011:    		String inname, outname;
012:    		// 画像格納クラス
013:    		BufferedImage img = null;
014:    		BufferedImage newimg = null;
015:    
016:    		// 入力した引数が２つ以上かを調べる
017:    		if ( 2 > args.length ) {
018:    			// 入力した引数が２つ未満の場合、使用方法を表示する
019:    			System.out.println( "Expand1 [入力PNG名]  [出力PNG名]" );
020:    			return;
021:    		}
022:    
023:    		// 入力PNG名をinnameに代入（拡張子".png"省略なし）
024:    		inname  = args[ 0 ];
025:    		// 出力PNG名をoutnameに代入（拡張子".png"省略なし）
026:    		outname = args[ 1 ];
027:    
028:    		try {
029:    			// inname(入力PNG)を読み込んでimgにセット
030:    			img = ImageIO.read( new File( inname ) );
031:    		} catch (Exception e) {
032:    			// inname(入力PNG)の読み込みに失敗したときの処理
033:    			 e.printStackTrace();
034:    			return;
035:    		}
036:    
037:    		// ２倍拡大
038:    		int x, y;
039:    		int width, height;
040:    		int neww, newh;
041:    		int color;
042:    		int newcolor;
043:    
044:    		// 元画像サイズの取得
045:    		width = img.getWidth();
046:    		height= img.getHeight();
047:    
048:    		// 新しい画像サイズを計算
049:    		neww = width * 2;
050:    		newh = height * 2;
051:    
052:    		// 新しい画像を作成
053:    		// ２４ビットカラーの画像を作成
054:    		try {
055:    			newimg = new BufferedImage( neww, newh,
056:    						 BufferedImage.TYPE_INT_RGB );
057:    		} catch ( Exception e ) {
058:    			// 画像作成に失敗したときの処理
059:    			e.printStackTrace();
060:    			return;
061:    		}
062:    
063:    		// 処理本体
064:    		for ( y = 0; y < height; ++ y ) {
065:    			for ( x = 0; x < width; ++ x ) {
066:    				// (x,y)の色を取得
067:    				color = img.getRGB( x, y );
068:    
069:    				// ２ｘ２の４倍に拡大
070:    				newimg.setRGB( x * 2,     y * 2,     color );
071:    				newimg.setRGB( x * 2 + 1, y * 2,     color );
072:    				newimg.setRGB( x * 2,     y * 2 + 1, color );
073:    				newimg.setRGB( x * 2 + 1, y * 2 + 1, color );
074:    			}
075:    		}
076:    
077:    		try {
078:    			// imgをoutname(出力PNG)に保存
079:    			result = ImageIO.write( newimg, "png", new File( outname ) );
080:    		} catch ( Exception e ) {
081:    			// outname(出力PNG)の保存に失敗したときの処理
082:    			e.printStackTrace();
083:    			return;
084:    		}
085:    
086:    		// 正常に終了
087:    		System.out.println( "正常に終了しました" );
088:    	}
089:    }

Expand1を実行

C:\talavax\javasample>java Expand1 sampleimage002_200x150.png expand1.png

１つ目の引数で渡したPNGファイルを２倍に拡大し、２つ目の引数で指定したPNGファイル名で保存します。

実行結果

・元の画像(sampleimage002_200x150.png)

・２倍に拡大した画像(expand1.png)

画像のサイズが、縦横２倍になりました。

ここからは、このソースコードを上から順番に解説していきます。

001:    import java.awt.image.BufferedImage;
002:    import java.io.File;
003:    import javax.imageio.ImageIO;
004:    import java.io.IOException;

Javaのクラスライブラリの中から「java.awt.image.BufferedImage」と「java.io.File」と「javax.imageio.ImageIO」と「java.io.IOException」というパッケージにあるクラスを、このプログラム内で使うために記述します。この記述により、ImageIOクラスとBufferedImageクラスが利用できるようになります。

006:    public class Expand1 {

クラス名を、Expand1としています。

007:    	public static void main( String[] args ) {

このmainメソッドからプログラムを実行します。

008:    		// 結果格納フラグ
009:    		boolean result;
010:    		// ファイル名
011:    		String inname, outname;
012:    		// 画像格納クラス
013:    		BufferedImage img = null;
014:    		BufferedImage newimg = null;

このプログラムで使う変数を宣言しています。どのように使われているかは、後ろのソースコードで。

016:    		// 入力した引数が２つ以上かを調べる
017:    		if ( 2 > args.length ) {
018:    			// 入力した引数が２つ未満の場合、使用方法を表示する
019:    			System.out.println( "Expand1 [入力PNG名]  [出力PNG名]" );
020:    			return;
021:    		}

２つ以上の引数が与えられたかをチェックし、２つ未満の場合に、使い方のメッセージを表示し、returnによってmainメソッドを抜けています。

023:    		// 入力PNG名をinnameに代入（拡張子".png"省略なし）
024:    		inname  = args[ 0 ];
025:    		// 出力PNG名をoutnameに代入（拡張子".png"省略なし）
026:    		outname = args[ 1 ];

与えられた引数をそれぞれ、入力PNG名の変数(inname)、出力PNG名の変数(outname)代入しています。

028:    		try {
029:    			// inname(入力PNG)を読み込んでimgにセット
030:    			img = ImageIO.read( new File( inname ) );
031:    		} catch (Exception e) {
032:    			// inname(入力PNG)の読み込みに失敗したときの処理
033:    			 e.printStackTrace();
034:    			return;
035:    		}

入力PNG名の変数(inname)を読み込んで、BufferedImageクラスのimgに格納しています。この処理には、ImageIOクラスのreadメソッドを使います。

ImageIO.readメソッド

public static BufferedImage read( File input ) throws IOException

■Fileオブジェクトを復元した結果をBufferedImageに格納します。

  パラメータ input : Fileオブジェクト

  戻り値     inputを復元したBufferedImageaを返します。

try { ～ } catchは、失敗する可能性がある処理を波括弧で囲み、その処理に失敗したときにcatch { ～ }の波括弧で囲まれた処理を実行するということです。この場合は、PNGファイル名が不正であったり、存在していなかったり、フォーマットが違っているなどが原因で処理が失敗する可能性があります。処理が失敗するとreturnによってmainメソッドを抜けるようにしています。

037:    		// ２倍拡大
038:    		int x, y;
039:    		int width, height;
040:    		int neww, newh;
041:    		int color;
042:    		int newcolor;

画像の２倍拡大で使う変数を宣言しています。

044:    		// 元画像サイズの取得
045:    		width = img.getWidth();
046:    		height= img.getHeight();

widthに画像の幅(ピクセル)、heightに画像の高さ(ピクセル)を代入しています。

048:    		// 新しい画像サイズを計算
049:    		neww = width * 2;
050:    		newh = height * 2;

２倍拡大された結果の画像のサイズを計算しています。newwに幅ピクセルの２倍、newhに高さピクセルの２倍の値を代入しています。

052:    		// 新しい画像を作成
053:    		// ２４ビットカラーの画像を作成
054:    		try {
055:    			newimg = new BufferedImage( neww, newh,
056:    						 BufferedImage.TYPE_INT_RGB );
057:    		} catch ( Exception e ) {
058:    			// 画像作成に失敗したときの処理
059:    			e.printStackTrace();
060:    			return;
061:    		}

BufferedImageクラスのコンストラクタで、新しいBufferedImageを構築しています。

BufferedImageコンストラクタ

BufferedImage( int width, int height, int imageType )

■新しい BufferedImage を構築します。
  パラメータ　width     : 構築する画像の横ピクセル
  　　　　　　height    : 構築する画像の縦ピクセル
  　　　　　　imageType : 構築する画像のイメージ形式

imgTypeで指定しているTYPE_INT_RGBは、整数型ピクセルにパックされた 8 ビット RGB 色成分によるイメージを表します。これを指定することで２４ビットの画像を作成できます。

このソースプログラムの例では、入力PNGの色の深さが３２ビット（透明色付き）であっても、２４ビットの画像に変換するので透明色の情報は消去されます。

063:    		// 処理本体
064:    		for ( y = 0; y < height; ++ y ) {
065:    			for ( x = 0; x < width; ++ x ) {
066:    				// (x,y)の色を取得
067:    				color = img.getRGB( x, y );

画像の中の全てのピクセルの座標を参照する多重ループをつくり、その座標の色情報を取得しています。具体的には、変数yを0～height-1、変数xを0～width-1に変化させながら、BufferedImageクラスのgetRGBメソッドで、(x,ｙ)の色を変数colorに代入しています。

BufferedImage.getRGBメソッド

public static int getRGB( int x, int y )

■(x,y)で指定した画像座標の色情報を取得します。

  パラメータ x : 画像のx座標(単位ピクセル)
  　　　　　 y : 画像のy座標(単位ピクセル)

  戻り値     (x,y)の色情報

069:    				// ２ｘ２の４倍に拡大
070:    				newimg.setRGB( x * 2,     y * 2,     color );
071:    				newimg.setRGB( x * 2 + 1, y * 2,     color );
072:    				newimg.setRGB( x * 2,     y * 2 + 1, color );
073:    				newimg.setRGB( x * 2 + 1, y * 2 + 1, color );

変数colorに入っている色情報を２ｘ２の４倍に拡大していいます。

077:    		try {
078:    			// imgをoutname(出力PNG)に保存
079:    			result = ImageIO.write( newimg, "png", new File( outname ) );
080:    		} catch ( Exception e ) {
081:    			// outname(出力PNG)の保存に失敗したときの処理
082:    			e.printStackTrace();
083:    			return;
084:    		}

BufferedImageクラスのimgのメモリ内のデータを、出力PNG名の変数(outname)に格納されているファイル名で保存します。この場合は、PNGファイル名が不正であったり、保存先のHDDなどが存在していなかったり、空き容量が少ないなどが原因で処理が失敗する可能性があります。

ImageIO.wrireメソッド

public static boolean write( RenderedImage im, String formatName, File output ) throws IOException

■BufferedImageを画像ファイルに保存します。

  パラメータ RenderedImage : 保存するRenderedImage
                  formatName     : 画像ファイルのフォーマット(png/jpeg/bmp/gifなど）
                  output             : Fileオブジェクト

  戻り値     保存に成功するとtrue、失敗するとfalseを返します。

086:    		// 正常に終了
087:    		System.out.println( "正常に終了しました" );

全ての処理が正常終了すると、ここまで処理が実行されます。

以上です。

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