BMP图象解析

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分类专栏：图形图像文章标签： buffer struct bi 数据结构图形

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BMP图象解析

作者：南京邮电大学吴登荣

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摘要：对BMP图象格式进行解析,本工程在WinXP+VC6.0下编译运行成功。

关键字：BMP格式

正文：BMP文件由文件头、位图信息头、颜色信息和图形数据四部分组成。

一、BMP文件头
BMP文件头数据结构含有BMP文件的类型、文件大小和位图起始位置等信息。其结构定义如下:

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER
{
    WORD bfType;   // 位图文件的类型，必须为BM
    DWORD   bfSize;   // 位图文件的大小，以字节为单位
    WORD bfReserved1;  // 位图文件保留字，必须为0
    WORD bfReserved2;  // 位图文件保留字，必须为0
    DWORD   bfOffBits; // 位图数据的起始位置，以相对于位图文件头的偏移量表示，以字节为单位
} BITMAPFILEHEADER;

二、位图信息头
BMP位图信息头数据用于说明位图的尺寸等信息。其结构定义如下:

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER
{
  DWORD  biSize;   // 本结构所占用字节数
  LONG biWidth;  // 位图的宽度，以像素为单位
  LONG biHeight; // 位图的高度，以像素为单位
  WORD   biPlanes; // 目标设备的级别，必须为1
  WORD   biBitCount// 每个像素所需的位数，必须是1(双色),4(16色)，8(256色)或24(真彩色)之一
  DWORD  biCompression;   // 位图压缩类型，必须是 0(不压缩),1(BI_RLE8压缩类型)或2(BI_RLE4压缩类型)之一
  DWORD  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
  DWORD  biClrUsed;// 位图实际使用的颜色表中的颜色数
  DWORD  biClrImportant;// 位图显示过程中重要的颜色数
} BITMAPINFOHEADER;

三、颜色表和位图信息
颜色表用于说明位图中的颜色，有若干个表项，每一个表项是一个RGBQUAD类型的结构，定义一种颜色。RGBQUAD结构的定义如下:

typedef struct tagRGBQUAD 
{
  BYTErgbBlue;// 蓝色的亮度(值范围为0-255)
  BYTErgbGreen;   // 绿色的亮度(值范围为0-255)
  BYTErgbRed; // 红色的亮度(值范围为0-255)
  BYTErgbReserved;// 保留，必须为0
} RGBQUAD;

位图信息头和颜色表组成位图信息，BITMAPINFO结构定义如下:

typedef struct tagBITMAPINFO 

{
  BITMAPINFOHEADER bmiHeader;   // 位图信息头
  RGBQUAD  bmiColors[1];  // 颜色表
} BITMAPINFO;

四、数据读取和颜色分离
Bmp文件有个重要特性，那就是对于数据区域而言，每行的数据它必须凑满4字节，如果没有满，则用冗余的数据来补齐。这个特性直接影响到我们读取位图数据的方法，因为在我们看来（x,y）的数据应该在 y*width+x这样的位置上但是因为会有冗余信息那么必须将width用width＋该行的冗余量来处理，而由于位图文件有不同的位数，所以这样的计算也不尽相同。

1位：

  for(int i=0; i<height; i++)
    for(int j=0; j<width; j=j+8)
    {
      int k=7;
      while(k>=0)
      {
        color[i][k+j]=buffer[n]%2;
        buffer[n]=buffer[n]/2;
        k--;
      }
    n++;
    }

4位：

          int pitch;
  if(width%8==0)
    pitch=width;
  else
    pitch=width+8-width%8;
    for(int i=0; i<height; i++)
    for(int j=0; j<width; j++)
  {
    int index;
    if(j%2==0)
      index = buffer[(i*pitch+j)/2]/16;
    if(j%2==1)
      index = buffer[(i*pitch+j)/2]%16;
    UCHAR r=quad[index].rgbRed;
    UCHAR g=quad[index].rgbGreen;
    UCHAR b=quad[index].rgbBlue;

8位：

int  pitch;
if(width%4==0)
  {
    pitch=width;
  }
  else
  {
    pitch=width+4-width%4;
  }
  index=buffer[y*pitch+x]; //因为8位位图的数据区域存放的是调色板索引值，所以只需读取这个index

颜色分离：

  UCHAR r=quad[index].rgbRed;

  UCHAR g=quad[index].rgbGreen;

  UCHAR b=quad[index].rgbBlue;

16位：

 

  int pitch=width+width%2;
  buffer[(y*pitch+x)*2] 
  buffer[(y*pitch+x)*2＋1]

  两个UCHAR内，存放的是(x,y)处的颜色信息

  颜色分离：

    1.若bitmapinfoheader中的biCompression为BI_RGB时，为555格式，分离代码如下：

      UCHAR b=buffer[(i*pitch+j)*2]&0x1F;
      UCHAR  g=(((buffer[(i*pitch+j)*2+1]<<6)&0xFF)>>3)+(buffer[(i*pitch+j)*2]>>5);
      UCHAR r=(buffer[(i*pitch+j)*2+1]<<1)>>3;

    2.若bitmapinfoheader中的biCompression为BI_BITFIELDS时，在位图数据区域前存在一个RGB掩码的描述是3个DWORD值，
      我们只需要读取其中的R或者G的掩码，来判断是那种格式。以红色掩码为例 0111110000000000的时候就是555格式
      1111100000000000就是565格式。 565格式分离代码如下：

      UCHAR  b=buffer[(i*pitch+j)*2]&0x1F;
      UCHAR  g=(((buffer[(i*pitch+j)*2+1]<<5)&0xFF)>>2)+(buffer[(i*pitch+j)*2]>>5);
      UCHAR  r=buffer[(i*pitch+j)*2+1]>>3;

24位：

  int pitch=width%4;
  buffer[(y*width+x)*3+y*pitch];
  buffer[(y*width+x)*3+y*pitch+1];
  buffer[(y*width+x)*3+y*pitch+2];

颜色分离：

  UCHAR b=buffer[(i*width+j)*3+realPitch];
  UCHAR g=buffer[(i*width+j)*3+1+realPitch];
  UCHAR  r=buffer[(i*width+j)*3+2+realPitch];

32位：
由于一个象素就是4字节所以无需补齐

颜色分离：

  UCHAR b=buffer[(i*width+j)*4];
  UCHAR g=buffer[(i*width+j)*4+1];
  UCHAR r=buffer[(i*width+j)*4+2];