bmp格式解析(转)

  位图文件(Bitmap-File，BMP)格式是Windows采用的图像文件存储格式，在Windows环境下运行的所有图像处理软件都支持这种格式。Windows 3.0以前的BMP位图文件格式与显示设备有关，因此把它称为设备相关位图(device-dependent bitmap，DDB)文件格式。Windows 3.0以后的BMP位图文件格式与显示设备无关，因此把这种BMP位图文件格式称为设备无关位图(device-independent bitmap，DIB)格式，目的是为了让Windows能够在任何类型的显示设备上显示BMP位图文件。

      位图文件可看成由4个部分组成：位图文件头(bitmap-file header)、位图信息头(bitmap-information header)、彩色表(color table)和定义位图的字节阵列。可以文本打开方式打开BMP文件。

（1）文件头信息块

0000-0001：文件标识，为字母ASCII码“BM”，42 4D。亦或者与19778相比较。
0002-0005：整个文件大小，单位字节。
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。从文件开始到位图数据(bitmap data)之间的偏移量。
（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。以像素为单位。
0016-0019：图像高度。以像素为单位。
001A-001B：图像的plane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。1 - Monochrome bitmap，4 - 16 color bitmap，8 - 256 color bitmap，F - 16位位图，18 - 24bit (true color) bitmap，20 - 32位位图。

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；3：Bitfields压缩）。
0022-0025：图像区数据的大小。单位字节，该数必须是4的倍数。
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。

0032-0035：指定重要的颜色数。当该域的值等于颜色数时（或者等于0时），表示所有颜色都一样重要。

     如上，整个位图的信息头共54字节，每个位置有特定含义。

（3）颜色表（调色板）

      颜色表的大小根据所使用的颜色模式而定，其中每4字节表示一种颜色，并以B（蓝色）、G（绿色）、R（红色）、alpha（32位位图的透明度值，一般不需要）。对于24-位真彩色图象就不使用彩色表（同样也包括16位、和32位位图），因为位图中的RGB值就代表了每个象素的颜色；而对于使用索引颜色的，则需要较大的调色板。

（4）图像数据区

       颜色表接下来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索引号，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。扫描行是由底向上存储的，这就是说，阵列中的第一个字节表示位图左下角的像素，而最后一个字节表示位图右上角的像素。

       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：
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，如果图像的宽度为奇数，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。

（5）实例分析

     如下的4x4像素的位图

，经过UE打开成16进制文件后，显示如下：

我们可以通过查找对应的数据位来验证上面所分析的各部分信息。这样就比较清楚了。

（6）位图操作常使用的结构体

      位图头文件结构：

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER{
     short bfType;
     int bfSize;
     short bfReserved1;
     short bfReserved2;
     int bfOffBits;
}BITMAPFILEHEADER, *PBITMAPFILEHEADER;

      位图信息结构：

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
      int biSize;
      int biWidth;
      int biHeight;
      short biPlanes;
      short biBitCount;
      int biCompression;
      int biSizeImage;
      int biXPelsPerMeter;
      int biYPelsPerMeter;
      int biClrUsed;
      int biClrImportant;
}BITMAPINFOHEADER,*PBITMAPINFOHEADER;

参考原文：http://blog.csdn.net/jsjjms/archive/2007/04/18/1568615.aspx

参考原文：http://blog.csdn.net/dl_hum/archive/2006/04/24/675301.aspx

BMP之二：转成RAW文件及应用

 

  RAW文件是位图的图像数据，根据不同的BMP格式它的内容和使用场合都有不同。比如在嵌入式系统中，显示LOGO要使用BMP图，只需要往映射地址放入像素的RGB数据即可实现。以下举一个DOS程序实例，把16位BMP转成十六进制RAW数据。

（1）主函数。因为main可以利用argv带参数，可处理同一路径下的具体文件。

[cpp] view plaincopy

1. int main(int argc, char *argv[]) 
2. { 
3. FILE *fp_s=NULL; 
4.     BITMAPFILEHEADER biFileHeader; 
5.     BITMAPINFOHEADER biInfoHeader; 
6.     PBITMAPFILEHEADER pbiFileHeader= &biFileHeader; 
7.     PBITMAPINFOHEADER pbiInfoHeader= &biInfoHeader; 
9. if(!(fp_s=fopen(argv[1],"r+b")))    //以二进制可读方式打开流文件
10.     { 
11.         printf("打开文件不成功!"); 
12. return 1; 
13.     } 
15. //读取文件头
16. if(!(GetBitmapHeader(fp_s, pbiFileHeader, pbiInfoHeader))) 
17.     { 
18.         printf("读取文件头不成功!"); 
19. return 1; 
20.     } 
22. //用读取的数据头生成文件
23. if(!(GenerateIFile(pbiFileHeader,pbiInfoHeader,fp_s, argv))) 
24.     { 
25.         printf("生成i文件失败!"); 
26. return 1; 
27.     } 
29. if(fclose(fp_s)==EOF) 
30.         printf("关闭失败!"); 
32. return 0; 
33. } 

（2）获取头文件信息函数

[cpp] view plaincopy

1. int GetBitmapHeader(FILE *fp, BITMAPFILEHEADER *bfhp, BITMAPINFOHEADER *bihp) 
2. { 
3. //设置文件读写位置为开头
4. if((fseek(fp,0,SEEK_SET)==-1)) 
5.     { 
6.         puts("GetBitmapHeader定位失败!"); 
7. return 0; 
8.     } 
10. //读取fileheader
11. if(!(fread(bfhp,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fp))) 
12.     { 
13.         puts("GetBitmapHeader读取fileheader失败!"); 
14. return 0; 
15.     } 
17. //读取fileheader后的位置
18. long i;  
19. if((i=ftell(fp))==-1L) 
20.     { 
21.         puts("GetBitmapHeader读取文件指针位置失败!"); 
22. return 0; 
23.     } 
24. else
25.         printf("当前位置为:%d\n",i); 
27. //
28. if(!(fread(bihp, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, fp))) 
29.     { 
30.         puts("读取infoheader失败!"); 
31. return 0; 
32.     } 
34. if((i=ftell(fp))==-1L) 
35.     { 
36.         puts("读取文件指针位置失败!"); 
37. return 0; 
38.     } 
39. else
40.         printf("当前位置为:%d\n",i); 
42. return 1; 
43. } 

（3）生成raw文本文件

[cpp] view plaincopy

1. int GenerateIFile(PBITMAPFILEHEADER bfhp, PBITMAPINFOHEADER bihp, FILE *fp_s, char **stringp) 
2. { 
3. //检查是倒序文件还是正序文件
4. if( bihp->biHeight > 0 ) 
5.         puts("GenerateIFile该文件为倒序文件!"); 
6. else
7.     { 
8.         puts("GenerateIFile该文件为正序文件!"); 
9. return 0; 
10.     } 
12. //检查是否压缩,只处理BI_BITFIELDS的情况
13. if( bihp->biCompression == BI_BITFIELDS )        //#define BI_BITFIELDS 3
14.         puts("GenerateIFile该文件为BI_BITFIELDS压缩格式!"); 
15. else
16.     { 
17.         printf("BI_BITFIELDS=%d\n", bihp->biCompression); 
18.         puts("GenerateIFile该文件不为BI_BITFIELDS压缩格式!"); 
19. return 0; 
20.     } 
22. //检查文件类型
23. if(bfhp->bfType==19778)      //'M'  'B'
24.         puts("该文件为bmp格式!"); 
25. else
26.     { 
27.         puts("该文件不为bmp格式!"); 
28. return 0; 
29.     } 
31. //检查像素位数
32. if(bihp->biBitCount==16) 
33.         puts("该bmp文件为16位!"); 
34. else
35.     { 
36.         puts("该bmp文件不为16位!"); 
37. return 0; 
38.     } 
40.     printf("the start of the image area is %d\n",bfhp->bfOffBits); 
41.     printf("the size of the image area is %d\n",bihp->biSizeImage); 
42.     printf("the height of the image is %d\n", bihp->biHeight); 
43.     printf("the width of the image is %d\n", bihp->biWidth); 
45. //开辟一个数据缓冲区，存储image区的数据
46. short *pimage=NULL; 
48.     pimage=(short *)malloc((bihp->biHeight * bihp->biWidth)*2); 
49. if(pimage== NULL) 
50.     { 
51.         printf("分配缓冲区失败!"); 
52. return 0; 
53.     } 
55.     fseek(fp_s, bfhp->bfOffBits, SEEK_SET);  //定位文件指针到数据区
56.     printf("   %d\n",ftell(fp_s)); 
58. if(!(fread(pimage, 1, bihp->biHeight * bihp->biWidth*2, fp_s)))  //填充缓冲区
59.     { 
60.         printf("填充数据缓存失败!"); 
61. return 0; 
62.     } 
64. //重列顺序并且生成文件
65. if(!(RerangeData(bfhp, bihp, pimage, stringp))) 
66.     { 
67.         printf("RerangeData函数失败!"); 
68. return 0; 
69.     } 
70. //释放缓冲区
71.     free(pimage); 
73. return 1; 
74. } 

BMP之三：转成RAW文件及应用

 

（4）生成I文件

[cpp] view plaincopy

1. int RerangeData(PBITMAPFILEHEADER pbfh, PBITMAPINFOHEADER pbih, short *buffer, 
2. char **strp) 
3. { 
4. FILE *fp_d=NULL; 
5. int width=pbih->biWidth; 
6. int height=pbih->biHeight; 
7. int i; 
8. int j; 
9. int k; 
11. //BMP存储是倒序的，交换数据使buffer内的数据正序
12. short swap; 
13. for(i=0,k=height-1; i<=height/2 && k>=height/2 ; i++, k--) 
14.     { 
15. for(j=0; j
16.         { 
17.             swap=*(buffer+i*width+j); 
18.             *(buffer+i*width+j)=*(buffer+k*width+j); 
19.             *(buffer+k*width+j)=swap; 
20.         } 
21.     } 
23. //生成i文件
24. char *pbmp=NULL;                //重新生成的i文件名
25. printf("ttt%d,%s,%s \r\n",strp,*strp,*(strp+1));    //main所带的参数：命令行本身，命令行参数
26. char *p_ifilename= *(strp+1);       //指向BMP源文件名的指针
27. printf("in RerangeData,%s   \r\n",p_ifilename);  
28.     pbmp= strstr(p_ifilename, ".bmp");      //得到除BMP后缀之外的文件名字
29. if(pbmp==NULL) 
30.     { 
31.         printf("该文件后缀不是.bmp,请确认该文件是bmp文件且后缀为.bmp"); 
32. return 0; 
33.     } 
34.     * (pbmp+1)='i'; 
35.     * (pbmp+2)='\0';        //新的文件名
36.     fp_d=fopen(p_ifilename, "w+");  //新建待保存数据的文件
37. if(fp_d==NULL) 
38.     { 
39.         puts("保存文件失败!"); 
40. return 0; 
41.     } 
43. for(i=0; i
44.     { 
45.         fprintf(fp_d,"/*line%d*/ ", i); //格式化输出到一个流文件中
46. for(j=0; j
47.         { 
48.             fprintf(fp_d, "0x"); 
49.             Data2Str(*(buffer+i*width+j),fp_d);  //转化pixel为RGB565
50.         } 
51.         fprintf(fp_d,"\n"); 
52.     } 
54. if(fclose(fp_d)==EOF) 
55.     { 
56.         puts("关闭文件失败!"); 
57. return 0; 
58.     } 
60. return 1; 
61. } 

（5）数字转字符串输出到文本

[cpp] view plaincopy

1. void Data2Str(short pixel,FILE *fp) 
2. { 
3.     unsigned short const mask[4] = {0xf, 0xf0, 0xf00, 0xf000}; 
5.     unsigned short masked; 
7. for(int i=3; i>=0; i--)  //16位一个像素
8.     { 
9.         masked=pixel&mask[i]; 
10.         masked=masked>>4*i; 
11. if(masked>15) 
12.             puts("wrong!\n"); 
13. //printf("%d\n",masked);
15. switch(masked) 
16.         { 
17. case 0: 
18.                 fprintf(fp,"0"); 
19. break; 
20. case 1: 
21.                 fprintf(fp,"1"); 
22. break; 
23. case 2: 
24.                 fprintf(fp,"2"); 
25. break; 
26. case 3: 
27.                 fprintf(fp,"3"); 
28. break; 
29. case 4: 
30.                 fprintf(fp,"4"); 
31. break; 
32. case 5: 
33.                 fprintf(fp,"5"); 
34. break; 
35. case 6: 
36.                 fprintf(fp,"6"); 
37. break; 
38. case 7: 
39.                 fprintf(fp,"7"); 
40. break; 
41. case 8: 
42.                 fprintf(fp,"8"); 
43. break; 
44. case 9: 
45.                 fprintf(fp,"9"); 
46. break; 
47. case 10: 
48.                 fprintf(fp,"A"); 
49. break; 
50. case 11: 
51.                 fprintf(fp,"B"); 
52. break; 
53. case 12: 
54.                 fprintf(fp,"C"); 
55. break; 
56. case 13: 
57.                 fprintf(fp,"D"); 
58. break; 
59. case 14: 
60.                 fprintf(fp,"E"); 
61. break; 
62. case 15: 
63.                 fprintf(fp,"F"); 
64. break; 
65. default: fprintf(fp,"x"); 
66.         } 
67.     } 
68.     fprintf(fp,",");    //每个像素后一个分隔符
69. } 

最终该软件会把特定的BMP位图数据转成相应的数据，行列与BMP像素完全对应。实例如下：

执行结果如下：

转成的文本如下：

/*line0*/ 0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,
/*line1*/ 0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,
/*line2*/ 0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,
/*line3*/ 0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,