BMP图片处理--C语言

BMP图片处理--C语言（存储于读写）

(2009-10-19 15:32:29)

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。

还有一点我要申明，当屏幕初始化为16或256色模式时，一定要设置调色板或修正颜色值，否则无法得到正确的图像颜色。

C代码

//ReadBitMap

#include

#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

{

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_w idth);

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

for(int j=0;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

for(int j=0;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

for(int j=0;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;

}

if(bitInfoHead.biBitCount == 8)

{

for(int i=0;i

for(int j=0;j

{

BYTE mixIndex= 0;

k = i*l_width + j;

mixIndex = pColorData[k];

}

if(bitInfoHead.biBitCount == 16)

{

for(int i=0;i

for(int j=0;j

{

WORD mixIndex= 0;

k = i*l_width + j*2;

WORD shortTemp;

shortTemp = pColorData[k+1];

shortTemp = shortTemp<<8;

mixIndex = pColorData[k] + shortTemp;

}

else//位图为24位真彩色

{

int k;

int index = 0;

for(int i=0;i

for(int j=0;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

{

if (i%5==0)

{

printf("\n");

}

showRgbQuan(&dataOfBmp[i]); }

fclose(pfile);

if (bitInfoHead.biBitCount<24) {

free(pRgb);

}

free(dataOfBmp);

free(pColorData);

printf("\n");

}