15.2.1. いつも扱っているようなデータ形式にする¶

　まずは、ppmのように数字が延々と並んでいるのは後処理が大変なので、 次の形式のように5列のデータに変換しましょう。

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縦の位置 横の位置 Rの値 Gの値 Bの値 ... 

　コードは次のようなものを書きました。 コメントがあるとヘッダの行がずれてしまうので、 まず、8行目でコメントの行を除去し、ヘッダ行を除いた一時ファイル $tmp-ppm を作ります。 座標をつけるときに画像の幅が必要なので、 11行目で $tmp-ppm のヘッダから幅を取得しています。

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$ cat ppm2data #!/bin/bash # ppmを座標とピクセル値のレコードに変換 # written by R. Ueda / Dec. 13, 2012 tmp=/tmp/$$

   
#コメント行の除去 grep -v '^#' < /dev/stdin > $tmp-ppm
   
#幅（ヘッダ二行目の最初の数字）を代入 W=$(awk 'NR==2{print $1}' $tmp-ppm)
   
tail -n +4 $tmp-ppm | #数字を縦に並べる tr ' ' '\n' | #空行が入るので除去 grep -v '^$' | #3個ごとに数字を1レコードにする awk '{printf("%d ",$1);if(NR%3==0){print ""}}' | awk -v w=$W '{n=NR-1;print int(n/w),n%w,$0}' | #出力: 1.縦の座標 2.横の座標 3-5. R,G,B値 awk '{print sprintf("%04d %04d",$1,$2),$3,$4,$5}'
   
rm -f $tmp- exit 0 

　13行目以降が、ピクセルの値を並べ直して座標をレコードに付加するコードです。 先に計算結果を見てから説明します。

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$ cat noodle.ppm | ./ppm2data > noodle.data $ head -n 3 noodle.data 0 0 112 14 13 0 1 112 14 13 0 2 113 15 14 $ tail -n 3 noodle.data 0000 0000 112 14 13 0000 0001 112 14 13 0000 0002 113 15 14 //ppmよりさらに巨大化 $ ls -lh noodle.data -rw-rw-r-- 1 ueda ueda 158M 12月 14 10:58 noodle.data 

まず、13行目の tail -n +4 は、「4行目以降を出力」 という意味になります。数字にプラスを付けると、 その行数以降という意味になります。 15行目では、数字を全部縦に並べなおしています。 先に縦に並べて、19行目で3個ずつ横に並べています。 17行目は、余計な空白があると空行ができるので、それを取り除いています。

　19行目の awk は、読み込んだ数字を横に並べていって、 3回に一回改行を入れるという処理です。 print は文字列を出力後に改行を入れるので、 19行目のように空文字を出力すると改行の意味になります。

　20行目の awk は、各ピクセルのRGB値に座標を与えています。 AWKでは、物の個数はなんでも1から数えます。 NR は、今扱っているのが何レコード目かという変数ですが、 これも1からスタートします。 これは直感的でよいのですが、数学的には面倒な処理を生む原因になります。 20行目の処理では、0から行数をカウントする n という変数を作り、 そこから、各ピクセルが上から何行目、左から何列目に位置するかを計算しています。

　ところで、この処理は大きな画像で行うと結構時間を食いますので、 小さめの画像で試してから大きな画像を処理してみてください。 まあ、これはシェルスクリプトでやると高速処理は全く期待できません。 ただまあ、スクリプト言語はどの言語もピクセルごとに読み出して処理するのは苦手なようです。

15.2.2. 画像を切り出す¶

　さて、ここからは noodle.data を使って画像にいたずらしてみましょう。 まずは、基本として、画像の一部分を切り出してみましょう。 シェルスクリプトでもよいのですが、 あえて雑技団的な雰囲気を出すために端末でやってみました。 画像の上から（約）1000ピクセル、下から300ピクセル分を削る処理です。

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$ awk '$1>"1000" && $1<"2764"' noodle.data > tmp $ H=$(awk '{print $1}' tmp | uniq | wc -l) $ W=$(awk '{print $2}' tmp | tail -n 1 | sed 's/^00//' | awk '{print $1+1}') $ awk '{print $3,$4,$5}' tmp > body $ echo P3 > header $ echo $W $H >> header $ echo 255 >> header $ cat header body > hoge.ppm 

　 noodle.data は、第1フィールドが縦の座標なので、 1行目で1001ピクセル目からのピクセルが抽出できます。 2,3行目は、画像の高さと幅を計算してそれぞれファイルに保存しています。 なぜこうなるかは考えてみてください。 4行目で、画像のボディー部を作ります。 座標を取り除けばそのままppmのデータとして使えます。 あとはヘッダを一行ずつ書いていって、拡張子が ppm のファイルに保存して一丁上がりです。

　私の環境では、ファイルをクリックすると、 次のように画像を見ることができます。 ・・・お腹がすいてきました。

　見られない人は、 convert でjpgかなにかに変換しましょう。

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$ convert hoge.ppm hoge.jpg 

15.2.3. ネガを作る¶

　次に、色を反転させてみましょう。 これは簡単で、RGB値それぞれを反転させればよいということになります。

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$ cat noodle.data | awk '{print 255-$3,255-$4,255-$5}' > body //もとのヘッダをつける $ head -n 3 hoge.ppm | cat - body > nega.ppm 

　次のような画像になります。カラーじゃないのが残念ですが、 今度は淡青色スープにウミウシのようなチャーシューと黒髪のような白髪ネギを搭載した、 大変食欲を無くすラーメン画像になります。

図: 食欲を無くす、ネガティブラーメン画像

15.2.4. 画像を合成¶

　次は、ラーメン画像に別の画像を合成してみましょう。 偶然（嘘）、私の画像ディレクトリに、 noodle.ppm と同じ大きさの次のような画像 curry.ppm がありました。 （脚注：素直に「ラーメン」としないのは性格上の問題です。）

図：合成する画像

これを次のように処理します。

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$ cat curry.ppm | ./ppm2data > curry.data $ loopj num=2 noodle.data curry.data > tmp $ cat tmp | awk '{print $3$6/255,$4$7/255,$5$8/255}' | sed 's/\.[0-9]//g' > body $ head -n 3 noodle.ppm | cat - body > curry_noodle.ppm 

loopj は Open usp Tukubai のコマンドで、 次のような動きをします。 二つ以上のファイルの各レコードについて、 キーが同じレコードを連結します。 num=1 は左から1フィールドをキーするという意味です。 キーはソートされている必要があり、 あるファイルにあるキーのレコードがないと、 0でパディングされます。

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ueda@uedadsk:~/GIT/SD_GENKOU/201303$ cat file1 001 aaa 123 003 bbb 234 ueda@uedadsk:~/GIT/SD_GENKOU/201303$ cat file2 001 AAA 002 BBB 004 CCC ueda@uedadsk:~/GIT/SD_GENKOU/201303$ loopj num=1 file1 file2 001 aaa 123 AAA 002 0 0 BBB 003 bbb 234 0 004 0 0 CCC 

　ですので、2行目は、画素の位置をキーにして、 noodle.data と curry.data を連結しているという意味になります。 tmp の最初の部分を示します。

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$ head -n 3 tmp 0000 0000 112 14 13 255 255 255 0000 0001 112 14 13 255 255 255 0000 0002 113 15 14 255 255 255 

　3行目は、 noodle と curry のピクセルを比較して、 curry の字のない部分（RGBそれぞれ値が255）については、 noodle の値、字のある部分については画素が黒くなる演算をしています。 例えば $3$6/255 は $6=255 なら答えは $3 の値になるし、 $6=0 なら答えは 0 になります。 3行目の sed は、演算結果の小数点部分を削除する働きをします。 この、計算のような文字列処理が入るのは、 シェルを操作しておもしろいことの一つです。

　最後、4行目でヘッダをつけて次のような画像の完成です。

図：カレーラーメンではありません。