C#で汎用的な画像加工処理を行う方法についての基礎知識

C#で汎用的な画像加工処理を行う方法についての基礎知識

一般的にコンピュータで扱う2次元画像は、ピクセル（点）の集まりとして表現されます。

カラー画像の場合、1つのピクセルは

• R（Red）

• G（Green）

• B（Blue）

の3つの色の強さで構成されます。

一方、グレースケール画像では色の情報は持たず、**明るさ（輝度）**のみを表します。

多くの場合、これらの値は 256段階（8ビット） で表現されます。
カメラのRAWデータや画像処理の途中計算では、より大きなビット数（10bit、12bit、16bitなど）を扱う場合もありますが、人間が最終的に表示して確認する画像では 8ビット（256階調） が一般的です。

ピクセルのデータサイズ

カラー画像の場合

• R : 8bit

• G : 8bit

• B : 8bit

合計 24bit（3byte）

さらに透明度を表す アルファチャンネル（A） を追加すると

• R

• G

• B

• A

で 32bit（4byte） になります。

グレースケール画像の場合は

• 輝度 : 8bit

となるため 1ピクセル = 1byte になります。

画像の基本構造

このピクセルを縦横に敷き詰めたものが、画像の基本構造になります。

例えば

の画像は

の集合体になります。

メモリ上での画像表現

コンピュータのメモリは byte（8bit）単位 で扱われます。
そのため画像データも byte配列として扱うと都合が良い という特徴があります。

例えば

のような配列にピクセルデータを格納します。

一見すると画像は2次元構造なので

のような 2次元配列 を使いたくなりますが、実際の画像処理ライブラリでは

一次元のフラットな配列

として格納する場合がほとんどです。

これは

• メモリ構造に一致する

• キャッシュ効率が良い

• 高速処理に向く

といった理由があります。

ストライド（Stride）

画像データは単純に

で並んでいるとは限りません。

多くの画像フォーマットでは、メモリアライメントの都合で1行のサイズが調整されます。

この「1行の実際のバイト数」を Stride（ストライド） と呼びます。

つまり

となる場合があります。

そのため画像処理では

のように計算してピクセルにアクセスする必要があります。