仿真实例2——BMP图片文件读写
欲观原文，请君移步微信
BMP文件结构
BMP文件格式，又称为Bitmap（位图）它是一种图像文件格式。由于它可以不作任何变换地保存图像像素域的数据，因此我们经常使用它来保存RAW数据。BMP文件总体上由4部分组成，分别是位图文件头、位图信息头、调色板和图像数据，如下图所示
BMP文件格式
| 名称 | 描述 |
|---|---|
| 位图文件头（bitmap-file header） | 包含BMP图像文件的类型、显示内容等信息 |
| 位图信息头（bitmap-information header） | 包含有BMP图像的宽、高、压缩方法，以及定义颜色等信息 |
| 彩色表/调色板（color table） | 这个部分是可选的，有些位图需要调色板，有些位图，比如真彩色图（24位的BMP）就不需要调色板 |
| 位图数据（bitmap-data） | 这部分的内容根据BMP位图使用的位数不同而不同，在24位图中直接使用RGB，而其他的小于24位的使用调色板中颜色索引值 |
读写BMP文件
下面先给出一个图片，鼠标右键查看图片的属性，看到图片分辨率为334x254，位深度为24bit
接下来进行文件的读写操作。
`timescale 1ns / 1ps
module bmp_file();
integer fileID ;//读BMP图片文件的指针
integer cc ;
integer out_image ;//写BMP图片文件的指针
integer out_file ;
integer i ;//计数器
integer j ;
reg [7:0] rd_bmp_data [0:2100000] ;//读图片数据
reg [7:0] wr_bmp_data [0:2100000] ;//写图片数据
reg clk ;
reg [7:0] rd_data ;//用于波形显示
reg [7:0] wr_data ;//用于波形显示
integer R_bmp_width ;//读出图片的宽度
integer R_bmp_hight ;//读出图片的高度
integer R_data_start_index ;//读出图片的宽度
integer R_bmp_size ;/读出BMP文件的大小
reg rd_en;
reg wr_en;
reg rst ;
parameter CLK_PERIOD =5 ;
parameter W_BMP_WIDTH =32'h014e ;
// parameter W_BMP_WIDTH =32'd1920 ;
parameter W_BMP_HIGHT =32'h00fe ;
// parameter W_BMP_HIGHT =32'd1080 ;
parameter PIXEL_BITS =16'h0018 ; //24bits
parameter PIXEL_BYTES =PIXEL_BITS/8 ; //3bytes
parameter IMAGE_SIZE =((((W_BMP_WIDTH*PIXEL_BYTES)>>2)+1)<<2)*W_BMP_HIGHT ;
parameter BMP_FILE_HEAD = 32'd54 ;
parameter BM_WINDOWS = 16'h4d42 ;
parameter FILE_SIZE =IMAGE_SIZE+BMP_FILE_HEAD ;
initial begin
clk =1'b0;
#(CLK_PERIOD/2);
forever
#(CLK_PERIOD/2) clk = ~clk;
end
initial begin
rst = 1'b1;
#2000
rst=1'b0;
end
initial begin
//BMP文件地址，选择自己所需要的文件地址
fileID = $fopen("F:\\file\\simulation_platform\\ImageSencorPipeline\\picture\\whiteandblack1.bmp","rb");
out_image = $fopen("F:\\file\\simulation_platform\\ImageSencorPipeline\\picture\\output_file.bmp","wb");
out_file = $fopen("F:\\file\\simulation_platform\\ImageSencorPipeline\\picture\\output_file.txt","w+");
cc = $fread(rd_bmp_data,fileID);
R_bmp_width = {rd_bmp_data[21],rd_bmp_data[20],rd_bmp_data[19],rd_bmp_data[18]};
R_bmp_hight = {rd_bmp_data[25],rd_bmp_data[24],rd_bmp_data[23],rd_bmp_data[22]};
R_data_start_index = {rd_bmp_data[13],rd_bmp_data[12],rd_bmp_data[11],rd_bmp_data[10]};
R_bmp_size = {rd_bmp_data[5],rd_bmp_data[4],rd_bmp_data[3],rd_bmp_data[2]};
wait(rst==1'b0);
for(i=R_data_start_index;i<R_bmp_size;i=i+1)
begin
@(posedge clk)
rd_en = 1'b1;
wr_data = rd_bmp_data[i];
end
@(posedge clk)
rd_en = 1'b0;
//BM
wr_bmp_data[0 ] = BM_WINDOWS[0+:8] ;
wr_bmp_data[1 ] = BM_WINDOWS[8+:8] ;
//bmp file size
wr_bmp_data[2 ] = FILE_SIZE[0 +:8] ;
wr_bmp_data[3 ] = FILE_SIZE[8 +:8] ;
wr_bmp_data[4 ] = FILE_SIZE[16+:8] ;
wr_bmp_data[5 ] = FILE_SIZE[24+:8] ;
//reserved
wr_bmp_data[6 ] = 8'h00 ;
wr_bmp_data[7 ] = 8'h00 ;
wr_bmp_data[8 ] = 8'h00 ;
wr_bmp_data[9 ] = 8'h00 ;
//offset
wr_bmp_data[10] = BMP_FILE_HEAD[0 +:8] ;
wr_bmp_data[11] = BMP_FILE_HEAD[8 +:8] ;
wr_bmp_data[12] = BMP_FILE_HEAD[16+:8] ;
wr_bmp_data[13] = BMP_FILE_HEAD[24+:8] ;
//bmp information struct
wr_bmp_data[14] = 8'h28 ;
wr_bmp_data[15] = 8'h00 ;
wr_bmp_data[16] = 8'h00 ;
wr_bmp_data[17] = 8'h00 ;
//write bmp width
wr_bmp_data[18] = W_BMP_WIDTH[0+:8] ;
wr_bmp_data[19] = W_BMP_WIDTH[8+:8] ;
wr_bmp_data[20] = W_BMP_WIDTH[16+:8] ;
wr_bmp_data[21] = W_BMP_WIDTH[24+:8] ;
//write bmp hight
wr_bmp_data[22] = W_BMP_HIGHT[0+:8] ;
wr_bmp_data[23] = W_BMP_HIGHT[8+:8] ;
wr_bmp_data[24] = W_BMP_HIGHT[16+:8] ;
wr_bmp_data[25] = W_BMP_HIGHT[24+:8] ;
//bit planes
wr_bmp_data[26] = 8'h01 ;
wr_bmp_data[27] = 8'h00 ;
//one pixel use bits
wr_bmp_data[28] = PIXEL_BITS[0+:8] ;
wr_bmp_data[29] = PIXEL_BITS[8+:8] ;
//compress
wr_bmp_data[30] = 8'h00 ;
wr_bmp_data[31] = 8'h00 ;
wr_bmp_data[32] = 8'h00 ;
wr_bmp_data[33] = 8'h00 ;
//bmp image size
wr_bmp_data[34] = IMAGE_SIZE[0 +:8] ;
wr_bmp_data[35] = IMAGE_SIZE[8 +:8] ;
wr_bmp_data[36] = IMAGE_SIZE[16+:8] ;
wr_bmp_data[37] = IMAGE_SIZE[24+:8] ;
wr_bmp_data[38] = 8'hC4 ;
wr_bmp_data[39] = 8'h0e ;
wr_bmp_data[40] = 8'h00 ;
wr_bmp_data[41] = 8'h00 ;
wr_bmp_data[42] = 8'hC4 ;
wr_bmp_data[43] = 8'h0e ;
wr_bmp_data[44] = 8'h00 ;
wr_bmp_data[45] = 8'h00 ;
//use color board
wr_bmp_data[46] = 8'h00 ;
wr_bmp_data[47] = 8'h00 ;
//important color
wr_bmp_data[48] = 8'h00 ;
wr_bmp_data[49] = 8'h00 ;
wr_bmp_data[50] = 8'h00 ;
wr_bmp_data[51] = 8'h00 ;
wr_bmp_data[52] = 8'h00 ;
wr_bmp_data[53] = 8'h00 ;
j=0;
for(i=0;i<FILE_SIZE;i=i+1)
begin
if(j%(W_BMP_WIDTH*3)==0)begin //RGB888=24bit
j=0;
end
rd_data[7:0]=wr_bmp_data[i];
wr_en=1;
if(i>=54) begin
rd_data[7:0]=j/3;
j=j+1;
rd_data[7:0]=8'hff-rd_bmp_data[i];
end
@(posedge clk)
// write image file
$fwrite(out_image,"%c",rd_data[7:0]);
//write data txt file
$fwrite(out_file,"%d ",wr_bmp_data[i]);
if(j%(W_BMP_WIDTH*3)==0)begin
$fwrite(out_file,"\n");end
end
wr_en=0;
$fclose(fileID);
$fclose(out_image);
$fclose(out_file);
end
endmodule
现在已经完成BMP文件的读写操作，并且对图片进行了像素取反rd_data[7:0]=8’hff-rd_bmp_data[i];
图像结果
处理后的图片结果存放output_file.bmp，显示如下图
处理前和处理后结果对比
读写BMP文件显示波形如下图
获取工程
小编已经将读写BMP文件的工程放在了网盘上，话不多说来干货，下面给出链接。
| 工程链接 |
|---|
| 百度网盘链接：https://pan.baidu.com/s/1uzDckGoEUk7NGwWm7jhXLw提取码：zpiq |
