C语言 BMP图片的中值滤波

工作用到了这方面的知识，记录一下，用大白话说明一下。

一、BMP图片

1、一个BMP格式的图片可以分为三块，文件头信息，位图信息，位图数据（有的带调色板，可选）。

BMP文件头：    存储了该文件的类型，大小和存放信息等。

位图信息：        放BMP图像的高，宽，bpp等信息。

位图数据：        就是每个像素的值。

BMP图片的其余详细信息在代码的/* 头文件定义 */

 下图是BMP格式图片图像的存储方式：从左到右，从下到上，此处存放的应该是位图数据

2、具体操作

其他知识：什么是中值滤波？

由上图可知，BMP图片的像素存放方式很像一个二维平面坐标系，把下图P7想象成坐标原点（0，0），在这个3*3的区域内，将这九个数排序，假设从小到大排序是：P2,P4,P8,P3,P9,P1,P5,P6,P7。中值就是P9，把图中的P5换成P9。一个像素的“滤波”就完成了，其余像素的操作跟这个一致。

有的小伙伴会发现，这样搞，那边界的，如P7,P8,P9怎么替换？这就用到边界处理的，边界拓展——复制图像边界来处理？啥意思，即用次外圈的像素替换最外圈的像素，看不懂没关系，举个例子。下图，P1，P4分别用P2，P5替换，同理P8，P9分别用P5，P6替换，这里P1,P4,P7,P8,P9都是最外圈像素，P2,P5,P6都是次内圈像素。那四个角呢，跟它直接挨着的都可以替换它，如P7，可以用P4,P5,P8替换，因为刚处理过一次后P4,P5,P8都一样了嘿。

思路：文件嘛，在计算机看来都是二进制的0,1。如何读取呢？用fread读取BMP图片的数据，读取到的数据存放到数组data中，从data中取出9个数据，排序后取中值替换即可。

代码大部分都是直接参考别人的，只有边界处理是自己加的。

#include
#include
#include


/* 颜色表定义,注释掉7-13行代码亦可，因为代码未用到*/
typedef unsigned char BYTE; 
typedef struct tagRGBQUAD{
	BYTE rgbBlue;
	BYTE rgbGreen;
	BYTE rgbRed;
	BYTE rgbReserved;
} RGBQUAD;

/* 定义头文件型 */ 
#pragma pack(1)//声明1字节对齐，因为BMP文件是1字节保存的文件，而系统默认4字节对齐。

typedef struct{
unsigned char id1;//位图文件的类型，必须为BM(占用0-1字节) 
unsigned char id2;
unsigned int filesize;//位图文件的大小，以字节为单位（2-5字节）
unsigned int reserved;// 位图文件保留字，必须为0(6-9字节)
unsigned int bitmapdataoffset;//位图数据的起始位置，以相对于位图(10-13字节)
unsigned int bitmapheadersize;//BMP头的大小，固定为40（14-17字节）
unsigned int width;//图片宽度；以像素为单位（18-21字节）
unsigned int height;//图片高度；以像素为单位（22-25字节）
unsigned short planes;//图片位面数，必须为1(26-27字节）
unsigned short bitperpixel;//每个像素所需的位数，每个像素所需的位数（28-29字节）
   //只能是以下几个数：1（双色），4(16色），8(256色）或24（真彩色）  灰度级
unsigned int compression;//是否压缩（30-33字节）
 //只能是以下几个数：0（不压缩），1(BI_RLE8压缩类型），2(BI_RLE4压缩类型）
unsigned int bitmapdatasize;//位图的大小，以字节为单位（34-37字节）
unsigned int hresolution;//位图水平分辨率，每米像素数（38-41字节）
unsigned int vresolution;//位图垂直分辨率，每米像素数（42-45字节)
unsigned int colors;//位图实际使用的颜色表中的颜色数（46-49字节）
unsigned int importantcolors;//位图显示过程中重要的颜色数（50-53字节）
//unsigned int  bmiColors[1];//调色板；(54 - 57字节)
unsigned char palette[256][4];//调色板 占256*4=1024字节
}BMPheader;//总大小40+14+1024=1078字节

typedef struct
{
BMPheader* bmpheader ;
unsigned char* bitmapdata;//图片数据；
}BMPheaderfile;
/*
    求文件长度的函数
*/
long getfilesize(FILE *f)
{
long pos,len;
pos=ftell(f);//ftell函数用于得到文件指针当前位置相对于文件首的偏移字节数
fseek(f,0,SEEK_END);//fseek函数用于移动文件指针相对于SEEK_END的偏移量为0，相当于移动到文件最后
len=ftell(f);//len就是文件的长度
fseek(f,pos,SEEK_SET);//将文件指针移动到原来的地方
return len;
}
/*
    主函数
*/
int main()
{
	BMPheaderfile *output=(BMPheaderfile*)malloc(sizeof(BMPheaderfile));//定义一个输出指针
	unsigned char *data=NULL;
    FILE *fpr,*fpw;
/*
  打开文件
*/
if((fpr=fopen("start.bmp","rb"))==NULL)
{
	printf("cannot open this file");
	exit(0);
}
if((fpw=fopen("end1.bmp","wb"))==NULL)
{
	printf("cannot wirte this file");
	exit(0);
}

long length=getfilesize(fpr);
printf("文件的长度为%ld\n",length);
printf("文件的头长度为%ld\n",sizeof(BMPheader));
data=(unsigned char*)malloc(length*sizeof(char));//分配空间

/* 读文件，从fpr指向的文件中读出1个length长度(即图片的大小)的数据到data所指的内存空间去 */
if(0==fread(data,1,length,fpr))
{
	printf("read failed\n");
	exit(0);
}
fclose(fpr);//释放指针
output->bmpheader=(BMPheader*)malloc(sizeof(BMPheader));

/* 从data中拷贝sizeof(BMPheader)大小到output->bmpheader */
memcpy(output->bmpheader,data,sizeof(BMPheader));
 /*
 打印出图像中头文件的信息
 */
int height=output->bmpheader->height;
int width=output->bmpheader->width;
printf("filesize is %d\n",output->bmpheader->filesize);
printf("该图像每个像素所需要的位数：%d\n",output->bmpheader->bitperpixel);
printf("height is %d\n",output->bmpheader->height);
printf("width is %d\n",output->bmpheader->width);
data=data+sizeof(BMPheader);
output->bitmapdata=data;
  /*
   中值滤波算法(选择3×3的滑动窗口)
  */
unsigned char pixel[9]={0};//滑动窗口的像素值，初始为0
unsigned char mid;//中值
unsigned char temp;//中间变量
unsigned char border;
int flag;
int m,i,j,x,h,w,y;
for(j=1;jbitmapdata[width*j+i]=mid;
	}
}
/* 边界问题：拓展边界——复制图像边界 */
/* 下边界 */
for(int q = 2; q < width; q++)
{
	output->bitmapdata[q]=output->bitmapdata[width+q];	
}
/* 上边界 */
for(int w = width*(width-2)+2; w < width*(width-1)-1; w++)
{
	output->bitmapdata[w+width]=output->bitmapdata[w];	
}
/* 左边界 */
for(int e = 0; e < height; e++)
{
	output->bitmapdata[e*height]=output->bitmapdata[e*height+1];	
}
/* 右边界 */
for(int r = 0; r < height; r++)
{
	output->bitmapdata[r*height-1]=output->bitmapdata[r*height-2];	
}




/*
N=5的中值滤波线段状
*/
/*
    for(i=0;ipixel[w])
{
temp=pixel[w];
pixel[w]=pixel[h];
pixel[h]=temp;
}
}
output->bitmapdata[i*width+j]=pixel[2];
}
}
*/


/*
保存图像文件
*/
fseek(fpw,0,0);  //fseek(fpw,0,SEEK_SET)
fwrite(output->bmpheader,1,sizeof(BMPheader),fpw);//写入图像的头文件
fwrite(output->bitmapdata,1,length-sizeof(BMPheader),fpw);//写入图像的数据信息
fclose(fpw);//释放指针
return 0;
}

原图：无边界处理：

 有边界处理：

 参考内容：数字图像处理(一)——BMP图像的介绍和读取_小贾的博客-CSDN博客_bmp图像

                         中值滤波算法_jsjliuyun的博客-CSDN博客_中值滤波算法