【C言語】libwebpのインストールと使用方法・使用例

cd /Users/[私のユーザ名]/Downloads/

tar xvf libwebp-1.0.0-mac-10.13.tar

sudo cp -r include/* /usr/local/include/
sudo cp lib/* /usr/local/lib
sudo cp bin/* /usr/local/bin

gcc japanese.c -o japanese.exe -lwebp

ld: library not found for -lwebp
clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)

mywebp.h

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>

#include "webp/decode.h"
#include "webp/encode.h"

typedef struct{
  unsigned char *data;
  unsigned int width;
  unsigned int height;
  unsigned int ch;
} BITMAPDATA_t;

int webpFileReadDecode(BITMAPDATA_t *, const char*);
int webpFileEncodeWrite(BITMAPDATA_t *, const char*);
int freeBitmapData(BITMAPDATA_t *);

decode.hとencode.hのインクルード

#include "webp/decode.h"
#include "webp/encode.h"

BITMAP情報格納用の構造体

typedef struct{
  unsigned char *data;
  unsigned int width;
  unsigned int height;
  unsigned int ch;
} BITMAPDATA_t;

mywebp.c

#include "mywebp.h"

int webpFileReadDecode(BITMAPDATA_t *bitmapData, const char* filename){

  FILE *fi; /* 入力ファイルポインタ */
  VP8StatusCode ret; /* webp関数の戻り値格納 */
  WebPBitstreamFeatures features; /* 入力webpファイルの情報 */
  struct stat statinfo; /* ファイルサイズ取得用 */
  long fileSize; /* ファイルサイズ */
  uint8_t *data; /* 入力webpファイルデータ */
  uint8_t *decodedData; /* 入力webpデコードデータ */
  int width; /* webpデコードデータの幅 */
  int height; /* webpデコードデータの高さ */

  /* WebPファイルオープン */
  fi = fopen(filename, "rb");
  if(fi == NULL) {
    printf("%sは開けません\n", filename);
    return -1;
  }

  /* WebPファイルのサイズ取得 */
  if (stat(filename, &statinfo) != 0) {
    printf("%sのファイルサイズ取得に失敗しました\n", filename);
    fclose(fi);
    return -1;
  }
  fileSize = statinfo.st_size;

  /* WebPファイルのデータ格納用メモリ確保 */
  data = (uint8_t*)malloc(sizeof(uint8_t) * fileSize);
  if(data == NULL) {
    printf("malloc error\n");
    fclose(fi);
    return -1;
  }

  /* WebPファイル読み込み */
  fread(data, fileSize, 1, fi);
  fclose(fi);

  /* WebPデータの情報取得 */
  ret = WebPGetFeatures(data, fileSize, &features);
  if(ret != VP8_STATUS_OK){
    printf("WebPGetFeatures error\n");
    free(data);
    return -1;
  }

  /* アルファチャンネルでデコード方法を切り替えてデコード */
  if(features.has_alpha == 0){
    decodedData = WebPDecodeRGB(data, fileSize, &width, &height);
  } else {
    decodedData = WebPDecodeRGBA(data, fileSize, &width, &height);
  }
  free(data);

  /* BITMAPDATA_t構造体への情報セット */
  bitmapData->width = width;
  bitmapData->height = height;
  if(features.has_alpha == 0) {
    bitmapData->ch = 3;
  } else {
    bitmapData->ch = 4;
  }
  printf("width = %d, height = %d, ch = %d\n", bitmapData->width, bitmapData->height, bitmapData->ch);

  /* デコードデータ用メモリ確保 */
  bitmapData->data =
    (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) * bitmapData->width * bitmapData->height * bitmapData->ch);
  if(bitmapData->data == NULL){
    printf("data malloc error\n");
    WebPFree(decodedData);
    return -1;
  }

  /* BITMAPDATA_t構造体へデコードデータセット */
  memcpy(bitmapData->data, decodedData, bitmapData->height *bitmapData->width * bitmapData->ch);

  /* デコードデータ解放 */
  WebPFree(decodedData);

  fclose(fi);

  return 0;
}

int webpFileEncodeWrite(BITMAPDATA_t *bitmapData, const char *filename){
  FILE *fo; /* 出力ファイルポインタ */
  uint8_t *encodedData; /* WebPエンコードデータ */
  size_t encodedSize; /* エンコードサイズ */

  /* エンコード実行 */
  if(bitmapData->ch == 3) {
    encodedSize = WebPEncodeLosslessRGB(
      bitmapData->data,
      bitmapData->width,
      bitmapData->height,
      bitmapData->width * bitmapData->ch,
      &encodedData);
  } else if(bitmapData->ch == 4) {
    encodedSize = WebPEncodeLosslessRGBA(
      bitmapData->data,
      bitmapData->width,
      bitmapData->height,
      bitmapData->width * bitmapData->ch,
      &encodedData);
  }
  /* 出力ファイルオープン */
  fo = fopen(filename, "wb");
  if(fo == NULL){
    WebPFree(encodedData);
    printf("%sが開けません\n", filename);
    return -1;
  }

  /* ファイルへエンコードデータ書き出し */
  fwrite(encodedData, encodedSize, 1, fo);

  /* エンコードデータ解放 */
  WebPFree(encodedData);
  
  fclose(fo);
  return 0;
}


int freeBitmapData(BITMAPDATA_t *bitmap){
  if(bitmap->data != NULL){
    free(bitmap->data);
    bitmap->data = NULL;
  }
  return 0;
}

WebPファイルの情報取得

  /* WebPデータの情報取得 */
  ret = WebPGetFeatures(data, fileSize, &features);

デコード

  /* アルファチャンネルでデコード方法を切り替えてデコード */
  if(features.has_alpha == 0){
    decodedData = WebPDecodeRGB(data, fileSize, &width, &height);
  } else {
    decodedData = WebPDecodeRGBA(data, fileSize, &width, &height);
  }

画像情報の格納

  /* BITMAPDATA_t構造体への情報セット */
  bitmapData->width = width;
  bitmapData->height = height;
  if(features.has_alpha == 0) {
    bitmapData->ch = 3;
  } else {
    bitmapData->ch = 4;
  }

メモリの確保

  /* デコードデータ用メモリ確保 */
  bitmapData->data =
    (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) * bitmapData->width * bitmapData->height * bitmapData->ch);

デコード結果のコピー

  /* BITMAPDATA_t構造体へデコードデータセット */
  memcpy(bitmapData->data, decodedData, bitmapData->height *bitmapData->width * bitmapData->ch);

エンコード

  /* エンコード実行 */
  if(bitmapData->ch == 3) {
    encodedSize = WebPEncodeLosslessRGB(
      bitmapData->data,
      bitmapData->width,
      bitmapData->height,
      bitmapData->width * bitmapData->ch,
      &encodedData);
  } else if(bitmapData->ch == 4) {
    encodedSize = WebPEncodeLosslessRGBA(
      bitmapData->data,
      bitmapData->width,
      bitmapData->height,
      bitmapData->width * bitmapData->ch,
      &encodedData);
  }

[/coebox]

BITMAP データにアルファチャンネルがついていない場合は WebPEncodeLosslessRGB を、アルファチャンネルがついている場合は WebPEncodeLosslessRGBA を実行するように、BITMAPDATA_t 構造体の ch の値に応じてそれぞれの関数を呼び分けるようにしています。

WebPEncodeLosslessRGB 関数・WebPEncodeLosslessRGBA 関数ともに引数は下記のようになります。

• 第１引数：BITMAP データが格納されているアドレス
• 第２引数：画像の幅
• 第３引数：画像の高さ
• 第４引数：画像の１ライン分のバイト数
• 第５引数：エンコード結果が格納されるアドレスを指すポインタ

戻り値は、エンコード結果のサイズ（バイト単位）になります。

引数の第５引数に指定するのは「アドレスを指すポインタ」なので、つまりは型としてはポインタのポインタになります。

例えば上記のように関数を実行すれば、encodeData にエンコード結果が格納されるアドレスが格納されることになります。

このエンコード結果が格納されているメモリは libwebp が確保してくれるメモリになり、エンコード結果が不要になった際には encodeData が指すメモリは WebPFree 関数で解放してやる必要があります。

エンコード結果のファイル書き込み

続いてエンコード結果のファイル書き込みを行っています。

要はファイルを fopen で開いて、fwrite で encodeData の指すメモリのデータを encodeSize 分書き込んでいるだけです（encodeSize は WebPEncodeLosslessRGB・WebPEncodeLosslessRGBA の戻り値）。

エンコード結果のメモリ解放

エンコード結果のファイルへの書き込みが完了したら、エンコード結果が不要になりますのでエンコード結果が格納されているメモリを下記で解放しています。

[codebox title="メモリ解放"]

  /* エンコードデータ解放 */
  WebPFree(encodedData);

main.c

#include "mywebp.h"

int main(int argc, char *argv[]){

  BITMAPDATA_t bitmap;
  int i, j, c;
  int ave, sum;
  char outname[256];

  FILE *fo;

  if(argc != 2){
    printf("ファイル名が指定されていません\n");
    return -1;
  }

  if(webpFileReadDecode(&bitmap, argv[1]) == -1){
    printf("webpFileReadDecode error\n");
    return -1;
  }

  printf("bitmap->data = %p\n", bitmap.data);
  printf("bitmap->width = %d\n", bitmap.width);
  printf("bitmap->height = %d\n", bitmap.height);
  printf("bitmap->ch = %d\n", bitmap.ch);

  /* グレースケールに変換 */
  for(j = 0; j < bitmap.height; j++){
    for(i = 0; i < bitmap.width; i++){
      sum = 0;
      for(c = 0; c < 3; c++){
        sum += bitmap.data[bitmap.ch * (i + j * bitmap.width) + c];
      }
      ave = sum / bitmap.ch;
      for(c = 0; c < 3; c++){
        bitmap.data[bitmap.ch * (i + j * bitmap.width) + c] = ave;
      }
    }
  }

  sprintf(outname, "%s", "output.webp");

  if(webpFileEncodeWrite(&bitmap, outname) == -1){
    printf("webpFileEncodeWrite error\n");
    freeBitmapData(&bitmap);
    return -1;
  }

  freeBitmapData(&bitmap);

  return 0;
}

処理の流れ

この main 関数の処理の流れは下記の通りです。

1. webpFileReadDecode 関数を使用して WebPファイルの読み込みデコード
2. 1. でデコードした BITMAP データに対して画像処理
3. 2. 画像処理後の BITMAP データを jpegFileEncodeWrite 関数を使用してエンコード & WebP ファイルへの書き込み
4. webpBitmapData 関数でメモリ解放して終了

画像処理

2. の画像処理では、1. でデコードした画像をグレースケールに変換しています（単純に RGB の輝度値の平均値を求めているだけ）。

画像処理をいろいろ試す場合はここをいろいろ変更して試してみると良いと思います。

[codebox title="画像処理"]

  /* グレースケールに変換 */
  for(j = 0; j < bitmap.height; j++){
    for(i = 0; i < bitmap.width; i++){
      sum = 0;
      for(c = 0; c < bitmap.ch; c++){
        sum += bitmap.data[bitmap.ch * (i + j * bitmap.width) + c];
      }
      ave = sum / bitmap.ch;
      for(c = 0; c < bitmap.ch; c++){
        bitmap.data[bitmap.ch * (i + j * bitmap.width) + c] = ave;
      }
    }
  }

gcc main.c -c
gcc mywebp.c -c
gcc main.o mywebp.o -o webp.exe -lwebp
./webp.exe test.webp