10/31 : CNN Visualization 프로젝트(2)
비트맵 이미지를 읽어와서 데이터를 배열로 만들어주는 C 프로그램을 작성했다.
코딩도장의 코드를 참고했으며, 완성한 코드는 아래와 같다.
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS // fopen 보안 경고로 인한 컴파일 에러 방지
#include <stdio.h> // fopen, fread, fseek, fprintf, fclose 함수가 선언된 헤더 파일
#include <stdlib.h> // malloc, free 함수가 선언된 헤더 파일
#pragma pack(push, 1) // 구조체를 1바이트 크기로 정렬
typedef struct _BITMAPFILEHEADER // BMP 비트맵 파일 헤더 구조체
{
unsigned short bfType; // BMP 파일 매직 넘버
unsigned int bfSize; // 파일 크기
unsigned short bfReserved1; // 예약
unsigned short bfReserved2; // 예약
unsigned int bfOffBits; // 비트맵 데이터의 시작 위치
} BITMAPFILEHEADER;
typedef struct _BITMAPINFOHEADER // BMP 비트맵 정보 헤더 구조체(DIB 헤더)
{
unsigned int biSize; // 현재 구조체의 크기
int biWidth; // 비트맵 이미지의 가로 크기
int biHeight; // 비트맵 이미지의 세로 크기
unsigned short biPlanes; // 사용하는 색상판의 수
unsigned short biBitCount; // 픽셀 하나를 표현하는 비트 수
unsigned int biCompression; // 압축 방식
unsigned int biSizeImage; // 비트맵 이미지의 픽셀 데이터 크기
int biXPelsPerMeter; // 그림의 가로 해상도(미터당 픽셀)
int biYPelsPerMeter; // 그림의 세로 해상도(미터당 픽셀)
unsigned int biClrUsed; // 색상 테이블에서 실제 사용되는 색상 수
unsigned int biClrImportant; // 비트맵을 표현하기 위해 필요한 색상 인덱스 수
} BITMAPINFOHEADER;
typedef struct _RGBTRIPLE // 24비트 비트맵 이미지의 픽셀 구조체
{
unsigned char rgbtBlue; // 파랑
unsigned char rgbtGreen; // 초록
unsigned char rgbtRed; // 빨강
} RGBTRIPLE;
#pragma pack(pop)
#define PIXEL_SIZE 3 // 픽셀 한 개의 크기 3바이트(24비트)
#define PIXEL_ALIGN 4 // 픽셀 데이터 가로 한 줄은 4의 배수 크기로 저장됨
int main()
{
FILE* fpBmp; // 비트맵 파일 포인터
FILE* fpTxt; // 텍스트 파일 포인터
BITMAPFILEHEADER fileHeader; // 비트맵 파일 헤더 구조체 변수
BITMAPINFOHEADER infoHeader; // 비트맵 정보 헤더 구조체 변수
unsigned char* image; // 픽셀 데이터 포인터
int size; // 픽셀 데이터 크기
int width, height; // 비트맵 이미지의 가로, 세로 크기
int padding; // 픽셀 데이터의 가로 크기가 4의 배수가 아닐 때 남는 공간의 크기
// 각 픽셀을 표현할 ASCII 문자. 인덱스가 높을 수록 밝아지는 것을 표현
int ascii[] = { 2, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0 ,0}; // 11개
fpBmp = fopen("0.bmp", "rb"); // 비트맵 파일을 바이너리 모드로 열기
if (fpBmp == NULL) // 파일 열기에 실패하면
{
printf("파일열기실패");
return 0; // 프로그램 종료
}
// 비트맵 파일 헤더 읽기. 읽기에 실패하면 파일 포인터를 닫고 프로그램 종료
if (fread(&fileHeader, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, fpBmp) < 1)
{
printf("파일 읽기 실패");
fclose(fpBmp);
return 0;
}
// 매직 넘버가 MB가 맞는지 확인(2바이트 크기의 BM을 리틀 엔디언으로 읽었으므로 MB가 됨)
// 매직 넘버가 맞지 않으면 프로그램 종료
if (fileHeader.bfType != 'MB')
{
printf("매직넘버가 맞지 않는다");
fclose(fpBmp);
return 0;
}
// 비트맵 정보 헤더 읽기. 읽기에 실패하면 파일 포인터를 닫고 프로그램 종료
if (fread(&infoHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, fpBmp) < 1)
{
printf("비트맵정보헤더 읽기 실패");
fclose(fpBmp);
return 0;
}
// 24비트 비트맵이 아니면 프로그램 종료
if (infoHeader.biBitCount != 24)
{
printf("24비트 비트맵이 아닌데...?");
fclose(fpBmp);
return 0;
}
printf("check_1\n");
size = infoHeader.biSizeImage; // 픽셀 데이터 크기
width = infoHeader.biWidth; // 비트맵 이미지의 가로 크기
height = infoHeader.biHeight; // 비트맵 이미지의 세로 크기
// 이미지의 가로 크기에 픽셀 크기를 곱하여 가로 한 줄의 크기를 구하고 4로 나머지를 구함
// 그리고 4에서 나머지를 빼주면 남는 공간을 구할 수 있음.
// 만약 남는 공간이 0이라면 최종 결과가 4가 되므로 여기서 다시 4로 나머지를 구함
padding = (PIXEL_ALIGN - ((width * PIXEL_SIZE) % PIXEL_ALIGN)) % PIXEL_ALIGN;
if (size == 0) // 픽셀 데이터 크기가 0이라면
{
// 이미지의 가로 크기 * 픽셀 크기에 남는 공간을 더해주면 완전한 가로 한 줄 크기가 나옴
// 여기에 이미지의 세로 크기를 곱해주면 픽셀 데이터의 크기를 구할 수 있음
size = (width * PIXEL_SIZE + padding) * height;
}
image = malloc(size); // 픽셀 데이터의 크기만큼 동적 메모리 할당
printf("check_2\n");
// 파일 포인터를 픽셀 데이터의 시작 위치로 이동
fseek(fpBmp, fileHeader.bfOffBits, SEEK_SET);
// 파일에서 픽셀 데이터 크기만큼 읽음. 읽기에 실패하면 파일 포인터를 닫고 프로그램 종료
if (fread(image, size, 1, fpBmp) < 1)
{
printf("픽셀 데이터 크기만큼 읽기 실패");
fclose(fpBmp);
return 0;
}
printf("check_3\n");
fclose(fpBmp); // 비트맵 파일 닫기
fpTxt = fopen("ascii.txt", "w"); // 결과 출력용 텍스트 파일 열기
if (fpTxt == NULL) // 파일 열기에 실패하면
{
printf("출력파일 열기 실패\n");
free(image); // 픽셀 데이터를 저장한 동적 메모리 해제
return 0; // 프로그램 종료
}
// 픽셀 데이터는 아래 위가 뒤집혀서 저장되므로 아래쪽부터 반복
// 세로 크기만큼 반복
for (int y = height - 1; y >= 0; y--)
{
fprintf(fpTxt, "{");
// 가로 크기만큼 반복
for (int x = 0; x < width; x++)
{
// 일렬로 된 배열에 접근하기 위해 인덱스를 계산
// (x * 픽셀 크기)는 픽셀의 가로 위치
// (y * (세로 크기 * 픽셀 크기))는 픽셀이 몇 번째 줄인지 계산
// 남는 공간 * y는 줄별로 누적된 남는 공간
int index = (x * PIXEL_SIZE) + (y * (width * PIXEL_SIZE)) + (padding * y);
// 현재 픽셀의 주소를 RGBTRIPLE 포인터로 변환하여 RGBTRIPLE 포인터에 저장
RGBTRIPLE* pixel = (RGBTRIPLE*)&image[index];
// RGBTRIPLE 구조체로 파랑, 초록, 빨강값을 가져옴
unsigned char blue = pixel->rgbtBlue;
unsigned char green = pixel->rgbtGreen;
unsigned char red = pixel->rgbtRed;
// 파랑, 초록, 빨강값의 평균을 구하면 흑백 이미지를 얻을 수 있음
unsigned char gray = (red + green + blue) / PIXEL_SIZE;
// 흑백값에 ASCII 문자의 개수를 곱한 뒤 256으로 나누면 흑백값에 따라
// ASCII 문자의 인덱스를 얻을 수 있음
int c = ascii[gray * (sizeof(ascii)/sizeof(int)) / 256];
printf("%d\n", (sizeof(ascii) / sizeof(int)));
printf(" blue: %d\tgreen: %d\tred:%d\tgray: %d\tc: %d\tindex: %d\n", blue, green, red, gray, c, (gray * (sizeof(ascii) / sizeof(int)) / 256));
// 비트맵 이미지에서는 픽셀의 가로, 세로 크기가 똑같지만
// 보통 ASCII 문자는 세로로 길쭉한 형태이므로 정사각형 모양과 비슷하게 보여주기 위해
// 같은 문자를 두 번 저장해줌
fprintf(fpTxt, "%d", c); // 텍스트 파일에 문자 출력
if(x!=width-1)
fprintf(fpTxt, ", "); // 텍스트 파일에 문자 출력
}
fprintf(fpTxt, "}"); // 가로 픽셀 저장이 끝났으면 줄바꿈을 해줌
if (y != 0)
fprintf(fpTxt, ", ");
}
printf("check_4");
fclose(fpTxt); // 텍스트 파일 닫기
free(image); // 픽셀 데이터를 저장한 동적 메모리 해제
return 0;
}
0~9까지의 숫자를 비트맵 이미지로 만들고 프로그램에 넣어서 돌렸다.
0 •
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 2, 1, 2, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 2, 0, 0, 1, 2, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 2, 0, 0, 0, 1, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 2, 2, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}
1 •
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}
2 •
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 2, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 1, 0, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 1, 0, 0, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}
3 •
{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 2, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 2, 0, 0, 1, 2, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 2, 2, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}
4 •
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5 •
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7 •
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8 •
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9 •
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