PNGファイルに等間隔で隙間を入れます。隙間には隣接するドットをコピーします。ビット深度4bitのファイルのみ対応しています。libpngを使用しています。

pngspace.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "png.h"

/*!
 @brief PNG隙間作成処理

 PNGファイルのタイルごと間に隙間を挿入する。ビット深度4bitのファイルのみに対応する。
 オプションは以下のとおり、
 - 1個目:タイルのサイズ
 - 2個目:入力画像ファイル
 - 3個目:出力画像ファイル
 @param argc コマンドラインオプションの数
 @param argv コマンドラインオプション
 @return 0:正常終了、非0:エラー終了
 */
int main(int argc, char **argv)
{
    int ret = 0;                            // 戻り値
    int tilesize = 0;                       // タイルのサイズ
    char *inputfile = NULL;                 // 入力ファイル名
    FILE *inputfp = NULL;                   // 入力ファイルポインタ
    png_byte header[8] = "";                // シグネチャ比較用バッファ
    png_structp inputpngstr = NULL;         // 入力png_struct構造体ポインタ
    png_infop inputinfo = NULL;             // 入力png_info構造体ポインタ
    png_byte **inputdata = NULL;            // 入力ファイルデータ
    png_byte buf = 0;                       // データコピー時の作業用バッファ
    char *outputfile = NULL;                // 出力ファイル名
    FILE *outputfp = NULL;                  // 出力ファイルポインタ
    png_structp outputpngstr = NULL;        // 出力png_struct構造体ポインタ
    png_infop outputinfo = NULL;            // 出力png_info構造体ポインタ
    png_byte **outputdata = NULL;           // 出力ファイルデータ
    unsigned int width = 0;                 // 入力画像の幅
    unsigned int height = 0;                // 入力画像の高さ
    int bit_depth = 0;                      // 入力画像のビット深度
    int color_type = 0;                     // カラー/アルファチャンネルの設定
    int interlace_type = 0;                 // インターレースタイプ
    int compression_type = 0;               // 圧縮方式
    int filter_method = 0;                  // フィルター形式
    int num_palette = 0;                    // パレット数
    png_color *inputpalette = NULL;         // 入力画像のパレット
    png_color *outputpalette = NULL;        // 出力画像のパレット
    png_color_16p inputbackground = NULL;   // 入力画像の背景色
    int enablebackground = 0;               // 背景色取得に成功したかどうか
    png_color_16 outputbackground;          // 出力画像の背景色
    png_bytep inputtrans = NULL;            // 入力画像の透過パレットエントリ
    int num_trans = 0;                      // 透過エントリの数
    png_color_16p inputtransvalues = NULL;  // 入力画像の非パレット画像用の単一透過色のカラーサンプル値かグレーレベル
    png_bytep outputtrans = NULL;           // 出力画像の透過パレットエントリ
    png_color_16 outputtransvalues;         // 出力画像の非パレット画像用の単一透過色のカラーサンプル値かグレーレベル
    int x = 0;                              // x座標ループ用
    int y = 0;                              // y座標ループ用
    int xoffset = 0;                        // x方向の隙間を考慮したオフセット値
    int yoffset = 0;                        // y方向の隙間を考慮したオフセット値

    // オプション数が正しくない場合は使い方を表示して終了する
    // 1個目:タイルサイズ
    // 2個目:入力ファイル名
    // 3個目:出力ファイル名
    if (argc != 4) {
        fprintf(stderr, "Usage : pngspace tilesize input output\n");
        ret = -1;
        goto PROC_END;
    }

    // タイルサイズを取得する
    tilesize = atoi(argv[1]);
    if (tilesize <= 0) {
        fprintf(stderr, "Parameter error : tilesize=%d\n", tilesize);
        ret = -2;
        goto PROC_END;
    }

    // 入力ファイル名を取得する
    inputfile = argv[2];

    // 入力ファイルを開く
    inputfp = fopen(inputfile, "rb");
    if (inputfp == NULL) {
        fprintf(stderr, "File open error : %s\n", inputfile);
        ret = -3;
        goto PROC_END;
    }

    // ヘッダ部分を取得する
    fread(header, 1, sizeof(header), inputfp);

    // シグネチャをチェックする
    if (png_sig_cmp(header, 0, sizeof(header)) != 0) {
        fprintf(stderr, "Input file is not PNG file.\n");
        ret = -4;
        goto PROC_END;
    }
    
    // 入力用png_struct構造体のメモリ確保と初期化を行う
    inputpngstr = png_create_read_struct(PNG_LIBPNG_VER_STRING, NULL, NULL, NULL);
    if (inputpngstr == NULL) {
        fprintf(stderr, "Memory error png_create_read_struct().\n");
        ret = -5;
        goto PROC_END;
    }

    // 入力用info_ptr構造体のメモリ確保と初期化を行う
    inputinfo = png_create_info_struct(inputpngstr);
    if (inputinfo == NULL) {
        fprintf(stderr, "Memory error png_create_info_struct().\n");
        ret = -6;
        goto PROC_END;
    }

    // libpng内部でのエラー発生時にlongjmp()で戻れるようにsetjmp()をしておく
    if (setjmp(png_jmpbuf(inputpngstr)) == 0) {

        // libpngに入力ファイルポインタを設定する
        png_init_io(inputpngstr, inputfp);

        // 事前に読み込んだシグネチャのサイズをlibpngに知らせる
        png_set_sig_bytes(inputpngstr, sizeof(header));

        // pngファイルを読み込む
        png_read_png(inputpngstr, inputinfo, PNG_TRANSFORM_IDENTITY, NULL);

        // 画像データのポインタを取得する
        inputdata = png_get_rows(inputpngstr, inputinfo);

        // 入力画像の画像ヘッダ・チャンクを取得する
        png_get_IHDR(inputpngstr, inputinfo, &width, &height, &bit_depth,
            &color_type, &interlace_type, &compression_type, &filter_method);

        // ビット深度が4bit以外の場合はサポート対象外とする
        if (bit_depth != 4) {
            fprintf(stderr, "Support only 4 bit depth : bit_depth=%d\n", bit_depth);
            ret = -7;
            goto PROC_END;
        }

        // 入力画像のパレット・チャンクを取得する
        png_get_PLTE(inputpngstr, inputinfo, &inputpalette, &num_palette);

        // 出力画像パレットのメモリを確保する
        outputpalette = (png_color*)malloc(sizeof(png_color) * num_palette);    

        // 入力画像のパレットをコピーする
        memcpy(outputpalette, inputpalette, sizeof(png_color) * num_palette);

        // 入力画像の背景色・チャンクを取得する
        if (png_get_bKGD(inputpngstr, inputinfo, &inputbackground)) {

            // 背景色取得成功を記憶する
            enablebackground = 1;

            // 入力画像の背景色をコピーする
            memcpy(&outputbackground, inputbackground, sizeof(outputbackground));
        }
        else {
            // 背景色取得失敗を記憶する
            enablebackground = 0;

            // 出力画像の背景色を初期化する
            memset(&outputbackground, 0x00, sizeof(outputbackground));
        }

        // 入力画像の透明度・チャンクを取得する
        png_get_tRNS(inputpngstr, inputinfo, &inputtrans, &num_trans, &inputtransvalues);

        // 出力画像の透過パレットのメモリを確保する
        outputtrans = (png_bytep)malloc(sizeof(png_byte) * num_trans);

        // 入力画像の透過パレットをコピーする
        memcpy(outputtrans, inputtrans, sizeof(png_byte) * num_trans);

        // 出力画像の単一透過色をコピーする
        memcpy(&outputtransvalues, inputtransvalues, sizeof(outputtransvalues));

        // 出力データ用のメモリを確保する
        outputdata = (png_byte**)malloc(sizeof(png_byte*) * (height + (height / tilesize) * 2));
        for (y = 0; y < (height + (height / tilesize) * 2); y++) {
            outputdata[y] = (png_byte*)malloc(sizeof(png_byte) * (width + (width / tilesize) * 2) / 2);
        }

        // yが0のときの隙間を無効化するために-1からオフセット値はスタートする
        yoffset = -1;

        // データを出力データに拡大コピーする
        for (y = 0; y < height; y++) {

            // 1タイル分処理した場合は間に隙間を入れる
            if (y % tilesize == 0) {
                yoffset += 2;
            }
            
            // xが0のときの隙間を無効化するために-1からオフセット値はスタートする
            xoffset = -1;

            for (x = 0; x < width; x++) {

                // 1タイル分処理した場合は間に隙間を入れる
                if (x % tilesize == 0) {
                    xoffset += 2;
                }

                // 上位4bitの場合
                if (x % 2 == 0) {
                    buf = inputdata[y][x / 2] >> 4;
                }
                // 下位4bitの場合
                else {
                    buf = inputdata[y][x / 2] & 0x0F;
                }

                // 上位4bitの場合
                if ((x + xoffset) % 2 == 0) {
                    outputdata[y + yoffset][(x + xoffset) / 2] |= buf << 4;
                }
                // 下位4bitの場合
                else {
                    outputdata[y + yoffset][(x + xoffset) / 2] |= buf;
                }
                
                // タイル上端の場合、一つ上のドットにもコピーする
                if (y % tilesize == 0) {

                    // 上位4bitの場合
                    if ((x + xoffset) % 2 == 0) {
                        outputdata[y + yoffset - 1][(x + xoffset) / 2] |= buf << 4;
                    }
                    // 下位4bitの場合
                    else {
                        outputdata[y + yoffset - 1][(x + xoffset) / 2] |= buf;
                    }
                }
                
                // タイル下端の場合、一つ下のドットにもコピーする
                if (y % tilesize == tilesize - 1) {

                    // 上位4bitの場合
                    if ((x + xoffset) % 2 == 0) {
                        outputdata[y + yoffset + 1][(x + xoffset) / 2] |= buf << 4;
                    }
                    // 下位4bitの場合
                    else {
                        outputdata[y + yoffset + 1][(x + xoffset) / 2] |= buf;
                    }
                }

                // タイル左端の場合、一つ左のドットにもコピーする
                if (x % tilesize == 0) {

                    // 上位4bitの場合
                    if ((x + xoffset - 1) % 2 == 0) {
                        outputdata[y + yoffset][(x + xoffset - 1) / 2] |= buf << 4;
                    }
                    // 下位4bitの場合
                    else {
                        outputdata[y + yoffset][(x + xoffset - 1) / 2] |= buf;
                    }
                }

                // タイル右端の場合、一つ右のドットにもコピーする
                if (x % tilesize == tilesize - 1) {

                    // 上位4bitの場合
                    if ((x + xoffset + 1) % 2 == 0) {
                        outputdata[y + yoffset][(x + xoffset + 1) / 2] |= buf << 4;
                    }
                    // 下位4bitの場合
                    else {
                        outputdata[y + yoffset][(x + xoffset + 1) / 2] |= buf;
                    }
                }
            }
        }
    }
    else {
        fprintf(stderr, "libpng error.\n");
        ret = -8;
        goto PROC_END;
    }


    // 入力用のpng_struct構造体、info_ptr構造体のメモリを解放する
    if (inputpngstr != NULL || inputinfo != NULL) {
        png_destroy_read_struct(&inputpngstr, &inputinfo, (png_infopp)NULL);
        inputpngstr = NULL;
        inputinfo = NULL;
    }

    // 出力ファイル名を取得する
    outputfile = argv[3];
    
    // 出力ファイルを開く
    outputfp = fopen(outputfile, "wb");
    if (outputfp == NULL) {
        fprintf(stderr, "File open error : %s\n", outputfile);
        ret = -9;
        goto PROC_END;
    }

    // 出力用png_struct構造体のメモリ確保と初期化を行う
    outputpngstr = png_create_write_struct(PNG_LIBPNG_VER_STRING, NULL, NULL, NULL);
    if (outputpngstr == NULL) {
        fprintf(stderr, "Memory error at png_create_write_struct().\n");
        ret = -10;
        goto PROC_END;
    }

    // 出力用info_ptr構造体のメモリ確保と初期化を行う
    outputinfo = png_create_info_struct(outputpngstr);
    if (outputinfo == NULL) {
        fprintf(stderr, "Memory error at png_create_info_struct().\n");
        ret = -11;
        goto PROC_END;
    }

    // libpng内部でのエラー発生時にlongjmp()で戻れるようにsetjmp()をしておく
    if (setjmp(png_jmpbuf(outputpngstr)) == 0) {

        // libpngに出力ファイルポインタを設定する
        png_init_io(outputpngstr, outputfp);

        // 出力画像の画像ヘッダ・チャンクをセットする
        png_set_IHDR(outputpngstr, outputinfo, (width + (width / tilesize) * 2), (height + (height / tilesize) * 2), bit_depth,
            color_type, interlace_type, compression_type, filter_method);

        // 出力画像のパレット・チャンクをセットする
        png_set_PLTE(outputpngstr, outputinfo, outputpalette, num_palette);

        // 出力画像の背景色・チャンクをセットする
        if (enablebackground) {
            png_set_background(outputpngstr, &outputbackground, PNG_BACKGROUND_GAMMA_FILE, 1, 1.0);
        }
        else {
            png_set_background(outputpngstr, &outputbackground, PNG_BACKGROUND_GAMMA_SCREEN, 0, 1.0);
        }

        // 出力画像の透明度・チャンクを取得する
        png_set_tRNS(outputpngstr, outputinfo, outputtrans, num_trans, &outputtransvalues);

        // 出力データを出力pngにセットする
        png_set_rows(outputpngstr, outputinfo, outputdata);

        // pngファイルを書き出す
        png_write_png(outputpngstr, outputinfo, PNG_TRANSFORM_IDENTITY, NULL);
    }
    else {
        fprintf(stderr, "libpng error.\n");
        ret = -12;
        goto PROC_END;
    }

PROC_END:

    // 出力用透過パレットのメモリを解放する
    if (outputtrans != NULL) {
        free(outputtrans);
    }

    // 出力用パレットのメモリを解放する
    if (outputpalette != NULL) {
        free(outputpalette);
    }

    // 出力用データのメモリを解放する
    if (outputdata != NULL) {
        for (y = 0; y < height; y++) {
            free(outputdata[y]);
        }
        free(outputdata);
    }

    // 入力用のpng_struct構造体、info_ptr構造体のメモリを解放する
    if (inputpngstr != NULL || inputinfo != NULL) {
        png_destroy_read_struct(&inputpngstr, &inputinfo, (png_infopp)NULL);
    }

    // 出力用のpng_struct構造体、info_ptr構造体のメモリを解放する
    if (outputpngstr != NULL || outputinfo != NULL) {
        png_destroy_write_struct(&outputpngstr, &outputinfo);
    }

    // 入力ファイルを閉じる
    if (inputfp != NULL) {
        fclose(inputfp);
    }

    // 出力ファイルを閉じる
    if (outputfp != NULL) {
        fclose(outputfp);
    }

    return 0;
}