做图像处理时的源文件一般要用无损的图像文件格式,位图(BitMap)是windows系统下可存储无压缩图像的文件格式。要实现位图文件的读取和存储,首先要明白位图文件的的存储数据结构。位图文件由四部分依序组成:BITMAPFILEHEADER,BITMAPINFOHEADER,调色板,Image Data。
1)BITMAPFILEHEADER结构的长度是固定的14个字节,描述文件的有关信息。其数据结构是:
[cpp]
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1. typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {
2. WORD bfType;//must be 0x4D42.
3. DWORD bfSize;//the size of the whole bitmap file.
4. WORD bfReserved1;
5. WORD bfReserved2;
6. DWORD bfOffBits;//the sum bits of BITMAPFILEHEADER,BITMAPINFOHEADER and RGBQUAD;the index byte of the image data.
7. } BITMAPFILEHEADER, FAR *LPBITMAPFILEHEADER, *PBITMAPFILEHEADER;
2)BITMAPINFOHEADER结构的长度是固定的40个字节,描述图像的有关信息。其数据结构是:
[cpp]
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1. typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
2. DWORD biSize;//the size of this struct.it is 40 bytes.
3. LONG biWidth;//the width of image data. the unit is pixel.
4. LONG biHeight;//the height of image data. the unit is pixel.
5. WORD biPlanes;//must be 1.
6. WORD biBitCount;//the bit count of each pixel.usually be 1,4,8,or 24.
7. DWORD biCompression;//is this image compressed.0 indicates no compression.
8. DWORD biSizeImage;//the size of image data.
9. LONG biXPelsPerMeter;
10. LONG biYPelsPerMeter;
11. DWORD biClrUsed;
12. DWORD biClrImportant;
13. } BITMAPINFOHEADER, FAR *LPBITMAPINFOHEADER, *PBITMAPINFOHEADER;
值得注意的是,其中biSizeImage指的是实际图像数据的大小,以字节为单位。其计算公式是:宽*高。其中宽必须是4的整数倍。如果不是整数倍,则取大于宽的离4的整数倍最近的数值。这个要求可能是因为现在的计算机大都是32位4字节的,计算机每次读取4字节,这样每行的像素可以整数次读取完成。
3)调色板:现在的计算机大都是32位或是更高,于是图像数据可用真彩色24位表达的,即每个像素均由24bit表示,每8bit表示RGB三色中的一色。但以前的计算机处理能力较差,图像用1位、4位或8位,即BITMAPINFOHEADER中的biBitCount不是24,这时又想表达出RGB色彩就需要调色板,调色板即使将图像数据中使用的一种颜色对应到RGB颜色中,这样图像数据中的像素值就是一个索引值,真正的像素值是这个索引值对应的调色板中的值。调色板是一个数组,数组中每个元素就是一个rgb颜色,对于8位图像,最多可表达256种颜色,调色板的大小就是256。调色板数组中每个元素的数据结构:
[cpp]
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1. typedef struct tagRGBQUAD {
2. BYTE rgbBlue;
3. BYTE rgbGreen;
4. BYTE rgbRed;
5. BYTE rgbReserved;
6. } RGBQUAD;
7. typedef RGBQUAD FAR* LPRGBQUAD;
4)图像数据对于1位图像,1个像素用1bit存储,对于24位图像,1个像素用24bit存储。位图文件的数据是从下而上,从左而右存储的。所以说,读取的时候,最先读到的是图像左下方的像素,最后读取的是图像右上方的图像。
用c++写的位图文件的读取与存储方法:
类结构(BitMap.h):
[cpp]
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1. #include <windows.h>
2. class BitMap
3. {
4. public:
5. BitMap();
6. ~BitMap();
7. protected:
8. BITMAPFILEHEADER fileHeader;
9. BITMAPINFOHEADER infoHeader;
10. public:
11. int width_p,height_p,bitCount;
12. char *dataBuf;
13. LPRGBQUAD colorTable;
14. bool Read(char *fileName);
15. bool Write(char *_fileName);
16. };
方法(BitMap.cpp):
[cpp]
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1. #include "BitMap.h"
2. #include <stdio.h>
3. #include <iostream>
4. #include <fstream>
5. using namespace std;
6. #define NULL 0
7.
8. BitMap::BitMap(){};
9. BitMap::~BitMap(){};
10.
11. //read bitmap info from a file
12. bool BitMap::Read(char* fileName)
13. {
14. FILE *_f=fopen(fileName,"rb");//open file
15. if(_f==NULL) return false;
16.
17. sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,_f);//read BITMAPFILEHEADER
18.
19. sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,_f);//read BITMAPINFOHEADER
20. width_p=infoHeader.biWidth;
21. height_p=infoHeader.biHeight;
22. bitCount=infoHeader.biBitCount;
23.
24. if(bitCount==8)//if colorTable exist,read colorTable
25. {
26. new RGBQUAD[256];
27. sizeof(RGBQUAD),256,_f);
28. }
29.
30. new unsigned char[infoHeader.biSizeImage];//read image data
31. fread(dataBuf,1,infoHeader.biSizeImage,_f);
32.
33. //close file
34. return true;
35. }
36.
37. //write bitmap info to a file
38. bool BitMap::Write(char * _fileName)
39. {
40. FILE* f=fopen(_fileName,"wb");//create or open file to be written
41. if(f==NULL) return false;
42.
43. int colorTableSize=0;//if bitcount is 24, there is no color table.
44. if(bitCount==8)//if bitcount is 8 ,the size of color table is 256*4,4B is the size of RGBQUAD.
45. sizeof(RGBQUAD)*256;
46.
47. int headerSize=sizeof(BITMAPFILEHEADER)+sizeof(BITMAPINFOHEADER)+ colorTableSize;//the size of the header of bmp file.
48. int lineSize=(width_p*bitCount/8+3)/4*4;//the size of each line in bmp file.
49. int dataSize=lineSize*height_p;//the size of the image data of bmp file.
50.
51. //set the attribute of BITMAPFILEHEADER
52. fileHeader.bfSize=headerSize+dataSize;
53. fileHeader.bfReserved1=0;
54. fileHeader.bfReserved2=0;
55. fileHeader.bfOffBits=headerSize;
56.
57. //set the attribute of BITMAPINFOHEADER
58. infoHeader.biWidth=width_p;
59. infoHeader.biHeight=height_p;
60. infoHeader.biPlanes=1;
61. infoHeader.biBitCount=bitCount;
62. infoHeader.biCompression=0;
63. infoHeader.biSizeImage=dataSize;
64. infoHeader.biClrImportant=0;
65. infoHeader.biXPelsPerMeter=0;
66. infoHeader.biYPelsPerMeter=0;
67.
68. sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,f);//write the data of BITFILEHEADER to bmp file
69. sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,f);//write the data of BITINFOHEADER to bmp file
70. if(bitCount==8)//if color table exists,write the data of color table to bmp file
71. {
72. new RGBQUAD[256];
73. sizeof(RGBQUAD),256,f);
74. }
75. //write the image data to bmp file
76.
77. //data writting is finished,close the bmp file.
78. return true;
79. }
程序入口:
[cpp]
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1. void main()
2. {
3. new BitMap();
4. "nv.BMP");
5. "nvnew.bmp");
6. delete bm;
7. }