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C语言 BMP图片处理
BMP是bitmap的缩写形式，bitmap顾名思义，就是位图也即Windows位图。它一般由4部分组成：文件头信息块、图像描述信息块、颜色表（在真彩色模式无颜色表）和图像数据区组成。在系统中以BMP为扩展名保存。 打开Windows的画图程序，在保存图像时，可以看到三个选项：2色位图（黑白）、16色位图、256色位图和24位位图。这是最普通的生成位图的工具，在这里讲解的BMP位图形式，主要就是指用画图生成的位图（当然，也可以用其它工具软件生成）。 现在讲解BMP的4个组成部分： 1.文件头信息块 0000-0001：文件标识，为字母ASCII码“BM”。 0002-0005：文件大小。 0006-0009：保留，每字节以“00”填写。 000A-000D：记录图像数据区的起始位置。各字节的信息依次含义为：文件头信息块大小，图像描述信息块的大小，图像颜色表的大小，保留（为01）。 2.图像描述信息块 000E-0011：图像描述信息块的大小，常为28H。 0012-0015：图像宽度。 0016-0019：图像高度。 001A-001B：图像的plane(平面？)总数（恒为1）。 001C-001D：记录像素的位数，很重要的数值，图像的颜色数由该值决定。 001E-0021：数据压缩方式（数值位0：不压缩；1：8位压缩；2：4位压缩）。 0022-0025：图像区数据的大小。 0026-0029：水平每米有多少像素，在设备无关位图（.DIB）中，每字节以00H填写。 002A-002D：垂直每米有多少像素，在设备无关位图（.DIB）中，每字节以00H填写。 002E-0031：此图像所用的颜色数，如值为0，表示所有颜色一样重要。 3.颜色表 颜色表的大小根据所使用的颜色模式而定：2色图像为8字节；16色图像位64字节；256色图像为1024字节。其中，每4字节表示一种颜色，并以B（蓝色）、G（绿色）、R（红色）、alpha（像素的透明度值，一般不需要）。即首先4字节表示颜色号0的颜色，接下来表示颜色号1的颜色，依此类推。 4.图像数据区 颜色表接下来位为位图文件的图像数据区，在此部分记录着每点像素对应的颜色号，其记录方式也随颜色模式而定，既2色图像每点占1位（8位为1字节）；16色图像每点占4位（半字节）；256色图像每点占8位（1字节）；真彩色图像每点占24位（3字节）。所以，整个数据区的大小也会随之变化。究其规律而言，可的出如下计算公式：图像数据信息大小=（图像宽度*图像高度*记录像素的位数）/8。 然而，未压缩的图像信息区的大小。除了真彩色模式外，其余的均大于或等于数据信息的大小。这是为什么呢？原因有两个： 1.BMP文件记录一行图像是以字节为单位的。因此，就不存在一个字节中的数据位信息表示的点在不同的两行中。也就是说，设显示模式位16色，在每个字节分配两个点信息时，如果图像的宽度位奇数，那么最后一个像素点的信息将独占一个字节，这个字节的后4位将没有意义。接下来的一个字节将开始记录下一行的信息。 2.为了显示的方便，除了真彩色外，其他的每中颜色模式的行字节数要用数据“00”补齐为4的整数倍。如果显示模式为16色，当图像宽为19时，存储时每行则要补充4-(19/2+1)%4=2个字节（加1是因为里面有一个像素点要独占了一字节）。如果显示模式为256色，当图像宽为19时，每行也要补充4-19%4=1个字节。 C代码 //ReadBitMap // #include <string.h> #include <math.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <malloc.h> #define WIDTHBYTES(bits) (((bits)+31)/32*4) typedef unsigned char BYTE; typedef unsigned short WORD; typedef unsigned long DWORD; typedef long LONG; //位图文件头信息结构定义 //其中不包含文件类型信息（由于结构体的内存结构决定，要是加了的话将不能正确读取文件信息） typedef struct tagBITMAPFILEHEADER { DWORD bfSize; //文件大小 WORD bfReserved1; //保留字，不考虑 WORD bfReserved2; //保留字，同上 DWORD bfOffBits; //实际位图数据的偏移字节数，即前三个部分长度之和 } BITMAPFILEHEADER; //信息头BITMAPINFOHEADER，也是一个结构，其定义如下： typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{ //public: DWORD biSize; //指定此结构体的长度，为40 LONG biWidth; //位图宽 LONG biHeight; //位图高 WORD biPlanes; //平面数，为1 WORD biBitCount; //采用颜色位数，可以是1，2，4，8，16，24，新的可以是32 DWORD biCompression; //压缩方式，可以是0，1，2，其中0表示不压缩 DWORD biSizeImage; //实际位图数据占用的字节数 LONG biXPelsPerMeter; //X方向分辨率 LONG biYPelsPerMeter; //Y方向分辨率 DWORD biClrUsed; //使用的颜色数，如果为0，则表示默认值(2^颜色位数) DWORD biClrImportant; //重要颜色数，如果为0，则表示所有颜色都是重要的 } BITMAPINFOHEADER; //调色板Palette，当然，这里是对那些需要调色板的位图文件而言的。24位和32位是不需要调色板的。 //（似乎是调色板结构体个数等于使用的颜色数。） typedef struct tagRGBQUAD { //public: BYTE rgbBlue; //该颜色的蓝色分量 BYTE rgbGreen; //该颜色的绿色分量 BYTE rgbRed; //该颜色的红色分量 BYTE rgbReserved; //保留值 } RGBQUAD; void showBmpHead(BITMAPFILEHEADER* pBmpHead) { printf("位图文件头:\n"); printf("文件大小:%d\n",pBmpHead->bfSize); printf("保留字:%d\n",pBmpHead->bfReserved1); printf("保留字:%d\n",pBmpHead->bfReserved2); printf("实际位图数据的偏移字节数:%d\n",pBmpHead->bfOffBits); } void showBmpInforHead(tagBITMAPINFOHEADER* pBmpInforHead) { printf("位图信息头:\n"); printf("结构体的长度:%d\n",pBmpInforHead->biSize); printf("位图宽:%d\n",pBmpInforHead->biWidth); printf("位图高:%d\n",pBmpInforHead->biHeight); printf("biPlanes平面数:%d\n",pBmpInforHead->biPlanes); printf("biBitCount采用颜色位数:%d\n",pBmpInforHead->biBitCount); printf("压缩方式:%d\n",pBmpInforHead->biCompression); printf("biSizeImage实际位图数据占用的字节数:%d\n",pBmpInforHead->biSizeImage); printf("X方向分辨率:%d\n",pBmpInforHead->biXPelsPerMeter); printf("Y方向分辨率:%d\n",pBmpInforHead->biYPelsPerMeter); printf("使用的颜色数:%d\n",pBmpInforHead->biClrUsed); printf("重要颜色数:%d\n",pBmpInforHead->biClrImportant); } void showRgbQuan(tagRGBQUAD* pRGB) { printf("(%-3d,%-3d,%-3d) ",pRGB->rgbRed,pRGB->rgbGreen,pRGB->rgbBlue); } void main() { BITMAPFILEHEADER bitHead; BITMAPINFOHEADER bitInfoHead; FILE* pfile; char strFile[50]; printf("please input the .bmp file name:\n"); scanf("%s",strFile); pfile = fopen(strFile,"rb");//打开文件 if(pfile!=NULL) { printf("file bkwood.bmp open success.\n"); //读取位图文件头信息 WORD fileType; fread(&fileType,1,sizeof(WORD),pfile); if(fileType != 0x4d42) { printf("file is not .bmp file!"); return; } //fseek(pfile,2,SEEK_CUR); // "BM" fread(&bitHead,1,sizeof(tagBITMAPFILEHEADER),pfile); showBmpHead(&bitHead); printf("\n\n"); //读取位图信息头信息 fread(&bitInfoHead,1,sizeof(BITMAPINFOHEADER),pfile); showBmpInforHead(&bitInfoHead); printf("\n"); } else { printf("file open fail!\n"); return; } tagRGBQUAD *pRgb ; if(bitInfoHead.biBitCount < 24)//有调色板 { //读取调色盘结信息 long nPlantNum = long(pow(2,double(bitInfoHead.biBitCount))); // Mix color Plant Number; pRgb=(tagRGBQUAD *)malloc(nPlantNum*sizeof(tagRGBQUAD)); memset(pRgb,0,nPlantNum*sizeof(tagRGBQUAD)); int num = fread(pRgb,4,nPlantNum,pfile); printf("Color Plate Number: %d\n",nPlantNum); printf("颜色板信息:\n"); for (int i =0; i<nPlantNum;i++) { if (i%5==0) { printf("\n"); } showRgbQuan(&pRgb[i]); } printf("\n"); } int width = bitInfoHead.biWidth; int height = bitInfoHead.biHeight; //分配内存空间把源图存入内存 int l_width = WIDTHBYTES(width* bitInfoHead.biBitCount);//计算位图的实际宽度并确保它为32的倍数 BYTE *pColorData=(BYTE *)malloc(height*l_width); memset(pColorData,0,height*l_width); long nData = height*l_width; //把位图数据信息读到数组里 fread(pColorData,1,nData,pfile); //将位图数据转化为RGB数据 tagRGBQUAD* dataOfBmp; dataOfBmp = (tagRGBQUAD *)malloc(width*height*sizeof(tagRGBQUAD));//用于保存各像素对应的RGB数据 memset(dataOfBmp,0,width*height*sizeof(tagRGBQUAD)); if(bitInfoHead.biBitCount<24)//有调色板，即位图为非真彩色 { int k; int index = 0; if (bitInfoHead.biBitCount == 1) { for(int i=0;i<height;i++) for(int j=0;j<width;j++) { BYTE mixIndex= 0; k = i*l_width + j/8;//k:取得该像素颜色数据在实际数据数组中的序号 //j:提取当前像素的颜色的具体值 mixIndex = pColorData[k]; switch(j%8) { case 0: mixIndex = mixIndex<<7; mixIndex = mixIndex>>7; break; case 1: mixIndex = mixIndex<<6; mixIndex = mixIndex>>7; break; case 2: mixIndex = mixIndex<<5; mixIndex = mixIndex>>7; break; case 3: mixIndex = mixIndex<<4; mixIndex = mixIndex>>7; break; case 4: mixIndex = mixIndex<<3; mixIndex = mixIndex>>7; break; case 5: mixIndex = mixIndex<<2; mixIndex = mixIndex>>7; break; case 6: mixIndex = mixIndex<<1; mixIndex = mixIndex>>7; break; case 7: mixIndex = mixIndex>>7; break; } //将像素数据保存到数组中对应的位置 dataOfBmp[index].rgbRed = pRgb[mixIndex].rgbRed; dataOfBmp[index].rgbGreen = pRgb[mixIndex].rgbGreen; dataOfBmp[index].rgbBlue = pRgb[mixIndex].rgbBlue; dataOfBmp[index].rgbReserved = pRgb[mixIndex].rgbReserved; index++; } } if(bitInfoHead.biBitCount==2) { for(int i=0;i<height;i++) for(int j=0;j<width;j++) { BYTE mixIndex= 0; k = i*l_width + j/4;//k:取得该像素颜色数据在实际数据数组中的序号 //j:提取当前像素的颜色的具体值 mixIndex = pColorData[k]; switch(j%4) { case 0: mixIndex = mixIndex<<6; mixIndex = mixIndex>>6; break; case 1: mixIndex = mixIndex<<4; mixIndex = mixIndex>>6; break; case 2: mixIndex = mixIndex<<2; mixIndex = mixIndex>>6; break; case 3: mixIndex = mixIndex>>6; break; } //将像素数据保存到数组中对应的位置 dataOfBmp[index].rgbRed = pRgb[mixIndex].rgbRed; dataOfBmp[index].rgbGreen = pRgb[mixIndex].rgbGreen; dataOfBmp[index].rgbBlue = pRgb[mixIndex].rgbBlue; dataOfBmp[index].rgbReserved = pRgb[mixIndex].rgbReserved; index++; } } if(bitInfoHead.biBitCount == 4) { for(int i=0;i<height;i++) for(int j=0;j<width;j++) { BYTE mixIndex= 0; k = i*l_width + j/2; mixIndex = pColorData[k]; if(j%2==0) {//低 mixIndex = mixIndex<<4; mixIndex = mixIndex>>4; } else {//高 mixIndex = mixIndex>>4; } dataOfBmp[index].rgbRed = pRgb[mixIndex].rgbRed; dataOfBmp[index].rgbGreen = pRgb[mixIndex].rgbGreen; dataOfBmp[index].rgbBlue = pRgb[mixIndex].rgbBlue; dataOfBmp[index].rgbReserved = pRgb[mixIndex].rgbReserved; index++; } } if(bitInfoHead.biBitCount == 8) { for(int i=0;i<height;i++) for(int j=0;j<width;j++) { BYTE mixIndex= 0; k = i*l_width + j; mixIndex = pColorData[k]; dataOfBmp[index].rgbRed = pRgb[mixIndex].rgbRed; dataOfBmp[index].rgbGreen = pRgb[mixIndex].rgbGreen; dataOfBmp[index].rgbBlue = pRgb[mixIndex].rgbBlue; dataOfBmp[index].rgbReserved = pRgb[mixIndex].rgbReserved; index++; } } if(bitInfoHead.biBitCount == 16) { for(int i=0;i<height;i++) for(int j=0;j<width;j++) { WORD mixIndex= 0; k = i*l_width + j*2; WORD shortTemp; shortTemp = pColorData[k+1]; shortTemp = shortTemp<<8; mixIndex = pColorData[k] + shortTemp; dataOfBmp[index].rgbRed = pRgb[mixIndex].rgbRed; dataOfBmp[index].rgbGreen = pRgb[mixIndex].rgbGreen; dataOfBmp[index].rgbBlue = pRgb[mixIndex].rgbBlue; dataOfBmp[index].rgbReserved = pRgb[mixIndex].rgbReserved; index++; } } } else//位图为24位真彩色 { int k; int index = 0; for(int i=0;i<height;i++) for(int j=0;j<width;j++) { k = i*l_width + j*3; dataOfBmp[index].rgbRed = pColorData[k+2]; dataOfBmp[index].rgbGreen = pColorData[k+1]; dataOfBmp[index].rgbBlue = pColorData[k]; index++; } } printf("像素数据信息:\n"); for (int i=0; i<width*height; i++) { if (i%5==0) { printf("\n"); } showRgbQuan(&dataOfBmp[i]); } fclose(pfile); if (bitInfoHead.biBitCount<24) { free(pRgb); } free(dataOfBmp); free(pColorData); printf("\n"); } |
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