bmp图像的读取
http://wenku.baidu.com/view/3fa7940bbb68a98271fefa58.html?
BMP图像文件由三部分组成：位图文件头数据结构，它包含BMP图像文件的类型、显示内容等信息；位图信息数据结构，它包含有BMP图像的宽、高、压缩方法，以及定义颜色等信息。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />
位图文件主要分为如下3个部分：
块名称 对应Windows结构体定义 大小（Byte）
文件信息头 BITMAPFILEHEADER 14
位图信息头 BITMAPINFOHEADER 40
RGB颜色阵列 BYTE* 由图像长宽尺寸决定
1、 文件信息头BITMAPFILEHEADER
结构体定义如下：
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {
WORD bfType;
DWORD bfSize;
WORD bfReserved1;
WORD bfReserved2;
DWORD bfOffBits;
} BITMAPFILEHEADER;
其中：
bfType 说明文件的类型，该值必需是0x4D42，也就是字符'BM'。
bfSize 说明该位图文件的大小，用字节为单位，即整个图像文件的存储需要多少存储空间。
bfReserved1 保留，必须设置为0
bfReserved2 保留，必须设置为0
bfOffBits 说明从文件头开始到实际的图象数据之间的字节的偏移量。这个参数是非常有用的，因为位图信息头和调色板的长度会根据不同情况而变化，所以你可以用这个偏移值迅速的从文件中读取到位数据。
2、位图信息头BITMAPINFOHEADER
结构体定义如下：
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER {
DWORD biSize;
LONG biWidth;
LONG biHeight;
WORD biPlanes;
WORD biBitCount;
DWORD biCompression;
DWORD biSizeImage;
LONG biXPelsPerMeter;
LONG biYPelsPerMeter;
DWORD biClrUsed;
DWORD biClrImportant;
} BITMAPINFOHEADER;
其中：
biSize 说明BITMAPINFOHEADER结构所需要的字数。一般是40
biWidth 说明图象的宽度，以象素为单位。
biHeight 说明图象的高度，以象素为单位。注：这个值除了用于描述图像的高度之外，它还有另一个用处，就是指明该图像是倒向的位图，还是正向的位图。如果该值是一个正数，说明图像是倒向的，如果该值是一个负数，则说明图像是正向的。大多数的BMP文件都是倒向的位图，也就是说高度值是一个正数。
biPlanes 为目标设备说明位面数，其值将总是被设为1。
biBitCount 说明比特数/象素，其值为1、4、8、16、24、或32。但是由于我们平时用到的图像绝大部分是24位和32位的，所以我们讨论这两类图像。 24表示一个像素占三个字节。
biCompression 说明图象数据压缩的类型，同样我们只讨论没有压缩的类型：BI_RGB。
biSizeImage 说明图象的大小，以字节为单位。当用BI_RGB格式时，可设置为0。biSizeImage = biWidth * biHeight （但是此处的biWidth必须是4的倍数，比如biWidth =240,则可仍然是240，但是若biWidth = 241 ,则取biWidth = 244.）
biXPelsPerMeter 说明水平分辨率，用象素/米表示。
biYPelsPerMeter 说明垂直分辨率，用象素/米表示。
biClrUsed 说明位图实际使用的彩色表中的颜色索引数（设为0的话，则说明使用所有调色板项）。
biClrImportant 说明对图象显示有重要影响的颜色索引的数目，如果是0，表示都重要。
sizeof(BITMAPINFOHEADER) + sizeof(BITMAPFILEHEADER) + biSizeImage = bfSize
比如一幅图像的占用的存储空间是1729590. 则它的组成是：BITMAPINFOHEADER结构所需要的字数 40 ；BITMAPFILEHEADER这个结构所占的字节数14；真正的图像大小1729536.所以 40 + 14 + 1729536 = 1729590
BMP头文件格式以及C语言读取头文件（二）
具体数据举例：
如某BMP文件开头：
424D 4690 0000 0000 0000 4600 0000 2800 0000 8000 0000 9000 0000 0100*1000 0300 0000 0090 0000 A00F 0000 A00F 0000 0000 0000 0000 0000*00F8 0000 E007 0000 1F00 0000 0000 0000*02F1 84F1 04F1 84F1 84F1 06F2 84F1 06F2 04F2 86F2 06F2 86F2 86F2 .... ....
BMP文件可分为四个部分：位图文件头、位图信息头、彩色板、图像数据阵列，在上图中已用*分隔。
一、图像文件头
1）1：(这里的数字代表的是"字",即两个字节,下同)图像文件头。424Dh=’BM’，表示是Windows支持的BMP格式。
2）2-3：整个文件大小。4690 0000，为00009046h=36934。
3）4-5：保留，必须设置为0。
4）6-7：从文件开始到位图数据之间的偏移量。4600 0000，为00000046h=70，上面的文件头就是35字=70字节。
5）8-9：位图图信息头长度。
6）10-11：位图宽度，以像素为单位。8000 0000，为00000080h=128。
7）12-13：位图高度，以像素为单位。9000 0000，为00000090h=144。
8）14：位图的位面数，该值总是1。0100，为0001h=1。
二、位图信息头
9）15：每个像素的位数。有1（单色），4（16色），8（256色），16（64K色，高彩色），24（16M色，真彩色），32（4096M色，增强型真彩色）。1000为0010h=16。
10）16-17：压缩说明：有0（不压缩），1（RLE 8，8位RLE压缩），2（RLE 4，4位RLE压缩，3（Bitfields，位域存放）。RLE简单地说是采用像素数+像素值的方式进行压缩。T408采用的是位域存放方式，用两个字节表示一个像素，位域分配为r5b6g5。图中0300 0000为00000003h=3。
11）18-19：用字节数表示的位图数据的大小，该数必须是4的倍数，数值上等于位图宽度×位图高度×每个像素位数。0090 0000为00009000h=80×90×2h=36864。
12）20-21：用象素/米表示的水平分辨率。A00F 0000为0000 0FA0h=4000。
13）22-23：用象素/米表示的垂直分辨率。A00F 0000为0000 0FA0h=4000。
14）24-25：位图使用的颜色索引数。设为0的话，则说明使用所有调色板项。
15）26-27：对图象显示有重要影响的颜色索引的数目。如果是0，表示都重要。
具体代码C语言执行：（D 盘中有文件名为1的bmp图像）
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER
{
unsigned short int bfType; //位图文件的类型，必须为BM
unsigned long bfSize; //文件大小，以字节为单位
unsigned short int bfReserverd1; //位图文件保留字，必须为0
unsigned short int bfReserverd2; //位图文件保留字，必须为0
unsigned long bfbfOffBits; //位图文件头到数据的偏移量，以字节为单位
}BITMAPFILEHEADER;
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER
{
long biSize; //该结构大小，字节为单位
long biWidth; //图形宽度以象素为单位
long biHeight; //图形高度以象素为单位
short int biPlanes; //目标设备的级别，必须为1
short int biBitcount; //颜色深度，每个象素所需要的位数
short int biCompression; //位图的压缩类型
long biSizeImage; //位图的大小，以字节为单位
long biXPelsPermeter; //位图水平分辨率，每米像素数
long biYPelsPermeter; //位图垂直分辨率，每米像素数
long biClrUsed; //位图实际使用的颜色表中的颜色数
long biClrImportant; //位图显示过程中重要的颜色数
}BITMAPINFOHEADER;
typedef struct
{
BITMAPFILEHEADER file; //文件信息区
BITMAPINFOHEADER info; //图象信息区
}bmp;
bmp readbmpfile(void); //函数声明
int main(void)
{
bmp m; //定义一个结构变量
m=readbmpfile(); //读取一个位图
getchar();
return 0;
}
bmp readbmpfile(void)
{ bmp m; //定义一个位图结构
FILE *fp;
if((fp=fopen( "d:\\1.bmp", "r"))==NULL)
{ printf( "can't open the bmp imgae.\n ");
exit(0);
}
else
{
fread(&m.file.bfType,sizeof(char),1,fp);
printf("类型为%c",m.file.bfType);
fread(&m.file.bfType,sizeof(char),1,fp);
printf("%c\n",m.file.bfType);
fread(&m.file.bfSize,sizeof(long),1,fp);
printf("文件长度为%d\n",m.file.bfSize);
fread(&m.file.bfReserverd1,sizeof(short int),1,fp);
printf("保留字1为%d\n",m.file.bfReserverd1);
fread(&m.file.bfReserverd2,sizeof(short int),1,fp);
printf("保留字2为%d\n",m.file.bfReserverd2);
fread(&m.file.bfbfOffBits,sizeof(long),1,fp);
printf("偏移量为%d\n",m.file.bfbfOffBits);
fread(&m.info.biSize,sizeof(long),1,fp);
printf("此结构大小为%d\n",m.info.biSize);
fread(&m.info.biWidth,sizeof(long),1,fp);
printf("位图的宽度为%d\n",m.info.biWidth);
fread(&m.info.biHeight,sizeof(long),1,fp);
printf("位图的高度为%d\n",m.info.biHeight);
fread(&m.info.biPlanes,sizeof(short),1,fp);
printf("目标设备位图数%d\n",m.info.biPlanes);
fread(&m.info.biBitcount,sizeof(short),1,fp);
printf("颜色深度为%d\n",m.info.biBitcount);
fread(&m.info.biCompression,sizeof(long),1,fp);
printf("位图压缩类型%d\n",m.info.biCompression);
fread(&m.info.biSizeImage,sizeof(long),1,fp);
printf("位图大小%d\n",m.info.biSizeImage);
fread(&m.info.biXPelsPermeter,sizeof(long),1,fp);
printf("位图水平分辨率为%d\n",m.info.biXPelsPermeter);
fread(&m.info.biYPelsPermeter,sizeof(long),1,fp);
printf("位图垂直分辨率为%d\n",m.info.biYPelsPermeter);
fread(&m.info.biClrUsed,sizeof(long),1,fp);
printf("位图实际使用颜色数%d\n",m.info.biClrUsed);
fread(&m.info.biClrImportant,sizeof(long),1,fp);
printf("位图显示中比较重要颜色数%d\n",m.info.biClrImportant);
}
return m;
}
结果执行如下：
1．BMP文件的读入
BMP文件分为4个组成部分，那么BMP文件的读入也要按照4个组成部分依次进行处理，即先处理BITMAPFILEHEADER结构，然后是BITMAPINFOHEADER结构、颜色表，最后是位图数据。
首先，有关BITMAPFILEHEADER、BITMAPINFOHEADER、RGBQUAD等结构的定义包含在头文件“Windows.h”中，应把其包含进来。
#include "Windows.h"
其次，为了后面对图像进行修改及存盘方便，我们定义了几个全局变量，用来存放读入图像的位图数据、宽、高、颜色表及每像素位数等信息。所定义的全局变量如下：
unsigned char *pBmpBuf;//读入图像数据的指针
int bmpWidth;//图像的宽
int bmpHeight;//图像的高
RGBQUAD *pColorTable;//颜色表指针
int biBitCount;//图像类型，每像素位数
根据BMP文件结构，BMP文件读入操作的基本流程如图1-8所示。
图1-8 BMP文件读入操作流程图
readBmp()函数实现了BMP文件的读取操作，下面的代码是对readBmp()函数的说明和实现。
/****************************************
*******************************
* 函数名称：
* readBmp()
*
*函数参数：
* char *bmpName -文件名字及路径
*
*返回值：
* 0为失败，1为成功
*
*说明：给定一个图像文件名及其路径，读图像
的位图数据、宽、高、颜色表及每像素
* 位数等数据进内存，存放在相应的全局变量中
****************************************
*******************************/
bool readBmp(char *bmpName)
{
//二进制读方式打开指定的图像文件
FILE *fp=fopen(bmpName,"rb");
if(fp==0) return 0;
//跳过位图文件头结构BITMAPFILEHEADER
fseek(fp, sizeof(BITMAPFILEHEADER),0);
//定义位图信息头结构变量，读取位图信息头进内存，
存放在变量head中
BITMAPINFOHEADER head;
fread(&head, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1,fp);
//获取图像宽、高、每像素所占位数等信息
bmpWidth = head.biWidth;
bmpHeight = head.biHeight;
biBitCount = head.biBitCount;
//定义变量，计算图像每行像素所占的字节数（必须是4的倍数）
int lineByte=(bmpWidth * biBitCount/8+3)/4*4;
//灰度图像有颜色表，且颜色表表项为256
if(biBitCount==8){
//申请颜色表所需要的空间，读颜色表进内存
pColorTable=new RGBQUAD[256];
fread(pColorTable,sizeof(RGBQUAD),256,fp);
}
//申请位图数据所需要的空间，读位图数据进内存
pBmpBuf=new unsigned char[lineByte * bmpHeight];
fread(pBmpBuf,1,lineByte * bmpHeight,fp);
//关闭文件
fclose(fp);
return 1;
}
2．BMP文件的存盘
给定图像路径名以及图像的数据，对图像的写操作也是按照BMP文件4个组成部分进行分别处理的。其基本流程如图1-9所示。
图1-9 BMP文件写操作流程图
saveBmp()函数实现了BMP文件的写操作，该函数的说明及代码实现如下。
/*****************************************
* 函数名称：
* saveBmp()
*
*函数参数：
* char *bmpName-文件名字及路径
* unsigned char *imgBuf-待存盘的位图数据
* int width-以像素为单位待存盘位图的宽
* int height-以像素为单位待存盘位图高
* int biBitCount-每像素所占位数
* RGBQUAD *pColorTable-颜色表指针
*返回值：
* 0为失败，1为成功
*
*说明：给定一个图像位图数据、宽、高、颜色表
指针及每像素所占的位数等信息，
* 将其写到指定文件中
******************************************
*****************************/
bool saveBmp(char *bmpName, unsigned char
*imgBuf, int width, int height,
int biBitCount, RGBQUAD *pColorTable)
{
//如果位图数据指针为0，则没有数据传入，函数返回
if(!imgBuf)
return 0;
//颜色表大小，以字节为单位，灰度图像颜色表
为1024字节，彩色图像颜色表大小为0
int colorTablesize=0;
if(biBitCount==8)
colorTablesize=1024;
//待存储图像数据每行字节数为4的倍数
int lineByte=(width * biBitCount/8+3)/4*4;
//以二进制写的方式打开文件
FILE *fp=fopen(bmpName,"wb");
if(fp==0) return 0;
//申请位图文件头结构变量，填写文件头信息
BITMAPFILEHEADER fileHead;
fileHead.bfType = 0x4D42;//bmp类型
//bfSize是图像文件4个组成部分之和
fileHead.bfSize= sizeof(BITMAPFILEHEADER)
+ sizeof(BITMAPINFOHEADER)
+ colorTablesize + lineByte*height;
fileHead.bfReserved1 = 0;
fileHead.bfReserved2 = 0;
//bfOffBits是图像文件前3个部分所需空间之和
fileHead.bfOffBits=54+colorTablesize;
//写文件头进文件
fwrite(&fileHead, sizeof(BITMAPFILEHEADER),1, fp);
//申请位图信息头结构变量，填写信息头信息
BITMAPINFOHEADER head;
head.biBitCount=biBitCount;
head.biClrImportant=0;
head.biClrUsed=0;
head.biCompression=0;
head.biHeight=height;
head.biPlanes=1;
head.biSize=40;
head.biSizeImage=lineByte*height;
head.biWidth=width;
head.biXPelsPerMeter=0;
head.biYPelsPerMeter=0;
//写位图信息头进内存
fwrite(&head, sizeof(BITMAPINFOHEADER),1, fp);
//如果灰度图像，有颜色表，写入文件
if(biBitCount==8)
fwrite(pColorTable, sizeof(RGBQUAD),256, fp);
//写位图数据进文件
fwrite(imgBuf, height*lineByte, 1, fp);
//关闭文件
fclose(fp);
return 1;
}
对于readBmp()和saveBmp()函数的简单调用如下：
void main()
{
//读入指定BMP文件进内存
char readPath[]="dog.BMP";
readBmp(readPath);
//输出图像的信息
printf("width=%d,height=%d, biBitCount
=%d\n",bmpWidth,bmpHeight, biBitCount);
//将图像数据存盘
char writePath[]="dogcpy.BMP";
saveBmp(writePath, pBmpBuf, bmpWidth,
bmpHeight, biBitCount, pColorTable);
//清除缓冲区，pBmpBuf和pColorTable是
全局变量，在文件读入时申请的空间
delete []pBmpBuf;
if(biBitCount==8)
delete []pColorTable;
}
该main()函数将指定BMP文件读入内存，将图像信息打印输出，最后又原样存入指定文件中。读者可以打开程序当前目录下的“dog.bmp”和“dogcpy.bmp”两个文件进行对比。
以上对于BMP文件的读写函数仅针对灰度图像（biBitCount=8）和彩色图像（biBitCount=24）两种格式，对于其他如biBitCount=1的图像类型，读者可以根据需要，自己对程序作简单的修改即可实现。
最終更新：2011年10月11日 22:45
