第１２回 アプリケーション２の設計（7月7日）

今日の課題

• 最終課題アプリケーションの設計

■ 最終課題アプリケーションの要求仕様

タイトル：画像結合パッケージ imgcats（イメージキャッツ）

1. ソフトウエアの目的

ファイルリストにあげられた画像ファイルを結合して1つの画像ファイルを生成すること、また、特定条件を満たすファイルをファイルリストから選出して別のファイルリストを作ること。前者を本体プログラム imgcat と呼び、後者を支援プログラムと呼ぶ。全体を imgcats というパッケージ名とする。

2. ソフトウエアの使用条件

UNIX のコマンドライン上で使用する。

画像ファイルは、グレイスケールの pgm ファイル、または、カラーの ppm ファイルとする（いずれもピクセル値はバイナリーとする）。

本体プログラムや支援プログラムは、それぞれが独立した UNIX コマンドとして実行できるものとする。特に支援プログラムは、画像の選択条件ごとに別の名前で存在する。たとえば、ic_light_filter は、明るさを条件としてファイルリストのフィルタリングを行い、ic_name_filter は、ファイル名を条件としてフィルタリングを行う。

本体プログラムと支援プログラムは、ファイルリストを通じてか、あるいは、UNIX のコマンドライン上のパイプなどを使用して、動作する。使用例を以下に示す。

% ./imgcat < imglistfile > image_all.pgm

imglistfile は、画像ファイル名を１行ごとに記載したファイルである。imgcat は、ファイルリストの画像ファイルをすべて結合し image_all.pgm に出力する。

% cat imglistfile | ./ic_light_filter 100 | ./imgcat > image_all.ppm

ic_light_filter は、imglistfile の中から平均輝度が 100 以上の画像ファイルの名称を出力する。ここで、出力結果は、imgcat への入力となる。imgcat はファイル名リストを入力し、結合した結果を出力する。ここでは標準出力に出力しているので、image_all.ppm に保存される。

% cat imglistfile | ./ic_light_filter 100 | ./ic_name_filter pika | ./imgcat > image_all.ppm

輝度による条件の他に、ファイル名に「pika」が有るかどうかによりファイルを選択し、その結果に対して画像を結合する。

3. その他

プログラミング言語は、C言語を用いる。

■ 最終課題の要項

上述の要求使用を満たすように、最終課題プログラムのレポート、および、プログラムを作成し提出すること。

レポートの書式は以下のとおりとする。

1. 内部設計書 1.1 プログラム構造設計 モジュールの関係図 1.2 プログラム内設計 関数の名称、入力条件、出力条件 1.3 物理データ設計 データ構造やファイルの構造 2. 操作説明 2.1 パッケージの機能説明 パッケージ全体にどんな機能があるのかを紹介 2.2 操作コマンドの説明 どんな入力をコマンドラインから入力すれば実行できるのかを説明 動作例も付随させること。 3. 考察 3.1 完成度の自己評価 Ａ，Ｂ，Ｃのいずれかを明記する。 Ａ：仕様書通りに完全に動作 Ｂ：結合した画像が生成できるが、ある場合は生成できない Ｃ：結合した画像が全く生成できない ※ Ｂ，Ｃの場合、問題点を説明する。 3.2 〈その他、節のタイトルは自由〉 - - - 3.3 〈その他、節のタイトルは自由〉 - - - プログラム上の工夫した点、自分が以前作った pgmcat より進歩した点 などを自由にアピール。アピール内容は箇条書きし、項目数がわかるように書く。 4. 感想 〈採点外なので、自由に書いて下さい〉 付録1 プログラム一式（Makefile、ヘッダファイル、ソースプログラム）

プログラムの作成については、必須機能の実現とオプション機能の実現の数により評価する。また、レポートには、必須機能についての内部設計、操作説明、考察が記載されていること。もちろん、オプション機能が実現できている場合には、その機能についても記載すること。

下記のオプション機能は、参考である。順序は問わず実現できそうなものからチャレンジして良い。もちろん、独自の機能を追加して良い。

必須機能（各3点）

• ic_pgm_filter： ファイルリストのうち、pgm ファイルのみを抽出してファイルリストとして出力するプログラム
• ic_name_filter： ファイルリストのうち、ファイル名が条件を満たすときに抽出して、ファイルリストとして出力するプログラム
• imgcat： ファイルリストに記載された pgm のグレイスケール画像を縦に並べて１枚の画像ファイルとして出力するプログラム。

オプション機能（各4点）

• imgcat（追加機能1）： 画像ファイルのヘッダを柔軟に解析（「P6 横サイズ 縦サイズ 255」以外の表記のヘッダを解析。）
• imgcat（追加機能2）： カラー画像のファイル（ppm形式）を結合。
• imgcat（追加機能3）： 省メモリ化。画像ごとにバッファを設けるのではなく、画像のピクセルデータは、fseek と ftell を用いてファイルから直接読む。
• imgcat（追加機能4）： 縮小機能。最小サイズの画像に大きさを縮小して結合。
• imgcat（追加機能5）： 縦・横配列で画像結合。たとえば、「imgcat -b 4x5」と実行すると、横の枚数と縦の枚数の比が4対5となるように結合。
• imgcat（追加機能6）： 縦・横配列で画像を指定サイズで結合。たとえば、「imgcat -p 400x300」と実行すると、横を400ピクセル、縦を300ピクセルの大きさになるように、画像ファイルを縮小し結合。
• imgcat（追加機能7）： ppm形式とpgm形式が混在する場合、ppm形式に統一して結合。
• ic_find_imgfiles: 指定したディレクトリ上の画像ファイル（pgm形式やppm形式）を検知しファイルリストを生成するプログラム。
• ic_color_filter（機能1）: 入力ファイルリストのうち、グレースケールで平均の輝度値を指定して、それよりも明るい/暗い画像を抽出してファイルリストとして出力するプログラム。
• ic_color_filter（機能2）: 入力ファイルリストのうち、RGBで平均の輝度値を指定して、それよりも明るい/暗い画像を抽出してファイルリストとして出力するプログラム。
• ic_color_filter（機能3）: 入力ファイルリストのうち、RGBをHSVに変換し、色相・彩度・明度で条件を指定してファイルを抽出して、ファイルリストとして出力するプログラム。
• ic_comment_filter（基本機能）: 画像ファイル名に対するコメントを列挙したファイル（コメントファイル）、ファイルリスト、および、コメントへの条件を手掛りにファイルリストを新たに作成するプログラム。たとえば、コメントファイルは1行に1つのファイル名とその画像のコメントをタブで区切って書いたもので、画像ファイルの数だけ行があるものとする。
• ic_comment_filter（追加機能）: 半角と全角、大文字と小文字の表記のゆれを吸収してコメントの条件を検査する。

  （コメントファイルの例）
  mov01.ppm	ピカチュウ、喜び
  mov02.ppm	ピカチュウ、悲しみ
  mov03.ppm	ピチュウ、喜び
  mov04.ppm	ピチュウ、ミューツー、怒り
  car1.ppm	ホンダ、NSX
  F1a.ppm	BARホンダ、佐藤琢磨
  F1b.ppm	BARホンダ、Jenson Button
  

  （参考）フルスコアを目指す人は、36点以上をとってください。

■ Important Dates

1. 補講（７月１３日（水）、１５日（金）５限目）：出席日数の足らない人は出席すること。内容はプログラム設計やコーディングについて自由質問を受け付けます。もちろん、出席の足りている人も質問があれば自由に参加してください。
2. アプリケーションの発表会（７月２１日）：ＴＡが巡回して、動作を確認し、完成度を採点する。作成した機能ごとに、動作している様子が説明できること。デモンストレーション・説明の上手な人が得をします。説明の準備をしておこう。
3. レポート提出期限（８月１２日（金）１７時）：上述の要項に従った形式で書くこと。計算機Ｃの提出箱に入れること。期限より早く提出しても良い。

2005.7.5 by tokuhisa