C語言讀取和存儲bmp格式圖片
開發(fā)過程中有時候需要解析bmp數(shù)據(jù),下面先簡單介紹bmp數(shù)據(jù)組成,后面附上C語言讀取和存儲bmp格式圖片代碼。
典型的位圖文件格式通常包含下面幾個數(shù)據(jù)塊:
1、BMP文件頭:保存位圖文件的總體信息。
2、位圖信息頭:保存位圖圖像的詳細信息。位圖信息:保存位圖圖像的詳細信息。
3、調(diào)色板:保存所用顏色的定義。調(diào)色板:保存所用顏色的定義。
4、位圖數(shù)據(jù):保存一個又一個像素的實際圖像。位圖數(shù)據(jù):保存一個又一個像素的實際圖像。
1. BMP文件頭(14字節(jié))
BMP文件頭數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)含有BMP文件的類型、文件大小和位圖起始位置等信息。
這部分是識別信息,典型的應(yīng)用程序會首先普通讀取這部分?jǐn)?shù)據(jù)以確保的確是位圖文件并且沒有損壞。
位圖頭結(jié)構(gòu)體定義如下:
typedef struct { uint16_t type; //位圖文件的類型,必須為BM(1-2字節(jié)) uint32_t size; //位圖文件的大小,以字節(jié)為單位(3-6字節(jié),低位在前) uint16_t reserved1; //位圖文件保留字,必須為0(7-8字節(jié)) uint16_t reserved2; //位圖文件保留字,必須為0(9-10字節(jié)) uint32_t off_bits; //位圖數(shù)據(jù)位置的地址偏移,即起始位置,以相對于位圖(11-14字節(jié),低位在前) }__attribute__ ((packed)) bmp_file_header_t;
2. 位圖信息頭(40字節(jié))
這部分告訴應(yīng)用程序圖像的詳細信息,在屏幕上顯示圖像將會使用這些信息,它從文件的第15個字節(jié)開始。
位圖信息頭結(jié)構(gòu)體定義如下:
typedef struct { uint32_t size; int32_t width; int32_t height; uint16_t planes; uint16_t bit_count; uint32_t compression; uint32_t size_image; uint32_t x_pels_permeter; uint32_t y_pels_permeter; uint32_t clr_used; uint32_t clr_important; } bmp_info_header_t;
結(jié)構(gòu)體變量解析如下:
- uint32_t size; 15-18字節(jié):定義以下用來描述影像的區(qū)塊(BitmapInfoHeader)的大小,即本結(jié)構(gòu)所占用字節(jié)數(shù),它的值是:40
- int32_t width; 19-22字節(jié):位圖寬度,以像素為單位。
- int32_t height; 23-26字節(jié):位圖高度,以像素為單位。
- uint16_t planes; 27-28字節(jié):保存所用彩色位面的個數(shù)。不經(jīng)常使用。
- uint16_t bit_count; 29-30字節(jié):保存每個像素的位數(shù),它是圖像的顏色深度。常用值是1(雙色灰階)、4(16色灰階)、8(256色灰階)和24(彩色)。
- uint32_t compression; 31-34字節(jié):定義所用的壓縮算法。允許的值是0、1、2、3、4、5。
- 0 - 沒有壓縮(也用BI_RGB表示)
1 - 行程長度編碼 8位/像素(也用BI_RLE8表示)
2 - 行程長度編碼4位/像素(也用BI_RLE4表示)
3 - Bit field(也用BI_BITFIELDS表示)
4 - JPEG圖像(也用BI_JPEG表示)
5 - PNG圖像(也用BI_PNG表示)
- uint32_t size_image; 35-38字節(jié):位圖的大小(其中包含了為了補齊行數(shù)是4的倍數(shù)而添加的空字節(jié)),以字節(jié)為單位。這是原始位圖數(shù)據(jù)的大小,不要與文件大小混淆。
- uint32_t x_pels_permeter; 39-42字節(jié):位圖水平分辨率,每米像素數(shù)。
- uint32_t y_pels_permeter; 43-46字節(jié):位圖垂直分辨率,每米像素數(shù)。
- uint32_t clr_used; 47-50字節(jié):位圖實際使用的顏色表中的顏色數(shù)。
- uint32_t clr_important; 51-54字節(jié):位圖顯示過程中重要的顏色數(shù),當(dāng)每個顏色都重要時這個值與顏色數(shù)目(clr_used)相等。
3. 調(diào)色板
BMP調(diào)色板結(jié)構(gòu)體定義如下:
typedef struct _tagRGBQUAD { BYTE rgbBlue; //指定藍色強度 BYTE rgbGreen; //指定綠色強度 BYTE rgbRed; //指定紅色強度 BYTE rgbReserved; //保留,設(shè)置為0 } RGBQUAD;
1,4,8位圖像才會使用調(diào)色板數(shù)據(jù),16,24,32位圖像不需要調(diào)色板數(shù)據(jù),即調(diào)色板最多只需要256項(索引0 - 255)。
顏色表的大小根據(jù)所使用的顏色模式而定:2色圖像為8字節(jié);16色圖像位64字節(jié);256色圖像為1024字節(jié)。其中,每4字節(jié)表示一種顏色,并以B(藍色)、G(綠色)、R(紅色)、alpha(32位位圖的透明度值,一般不需要)。即首先4字節(jié)表示顏色號1的顏色,接下來表示顏色號2的顏色,依此類推。
顏色表中RGBQUAD結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的個數(shù)有biBitCount來確定,當(dāng)biBitCount=1,4,8時,分別有2,16,256個表項:
- 當(dāng)biBitCount=1時,為2色圖像,BMP位圖中有2個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)RGBQUAD,一個調(diào)色板占用4字節(jié)數(shù)據(jù),所以2色圖像的調(diào)色板長度為2*4為8字節(jié)。
- 當(dāng)biBitCount=4時,為16色圖像,BMP位圖中有16個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)RGBQUAD,一個調(diào)色板占用4字節(jié)數(shù)據(jù),所以16像的調(diào)色板長度為16*4為64字節(jié)。
- 當(dāng)biBitCount=8時,為256色圖像,BMP位圖中有256個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)RGBQUAD,一個調(diào)色板占用4字節(jié)數(shù)據(jù),所以256色圖像的調(diào)色板長度為256*4為1024字節(jié)。
- 當(dāng)biBitCount=16,24或32時,沒有顏色表。
4. 位圖數(shù)據(jù)
位圖數(shù)據(jù)記錄了位圖的每一個像素值。
像素是從下到上、從左到右保存的。
每個像素使用一個或者多個字節(jié)表示。
如果一個圖像水平線的字節(jié)數(shù)不是4的倍數(shù),這行就使用空字節(jié)補齊,通常是ASCII碼0。
例如:
1、一張5 * 6的圖片,有30個pixels,因為列數(shù)6不是4的倍數(shù),所以會顯示成:
xxxxxx00 xxxxxx00 xxxxxx00 xxxxxx00 xxxxxx00
其中,x代表調(diào)色盤的編號,0代表補齊的空字節(jié)
2、一張4 * 4的圖片,有16個pixels,因為列數(shù)剛好是4的倍數(shù),所以會顯示成:
xxxx xxxx xxxx xxxx
C語言讀取和存儲bmp示例代碼
#include <stdio.h> #include <stdint.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #include <string.h> typedef struct { uint16_t type; uint32_t size; uint16_t reserved1; uint16_t reserved2; uint32_t off_bits; }__attribute__ ((packed)) bmp_file_header_t; typedef struct { uint32_t size; int32_t width; int32_t height; uint16_t planes; uint16_t bit_count; uint32_t compression; uint32_t size_image; uint32_t x_pels_permeter; uint32_t y_pels_permeter; uint32_t clr_used; uint32_t clr_important; } bmp_info_header_t; static bmp_file_header_t s_bmp_file_header = { 0x4d42, 0, 0, 0, 0 }; static bmp_info_header_t s_bmp_info_header = { 0, 0, 0, 1, 8, 0, 0, 0, 0, 0, 0 }; static uint8_t s_bmpdata[200 * 200] = { 0 }; static uint32_t s_bmp_col = 0; static uint32_t s_bmp_row = 0; char in_file_path[256] = "in.bmp"; char out_file_path[256] = "out.bmp"; int32_t bmp_file_to_image(const char *file_path, uint8_t *image, uint32_t *col, uint32_t *row) { FILE *file = NULL; uint32_t line_width = 0; uint32_t width = 0; uint32_t height = 0; int32_t err = 0; uint8_t buf[200 * 200] = { 0 }; char temp[2048] = { 0 }; int i = 0; do { if (NULL == file_path || NULL == image) { err = -1; break; } printf("[%s] file_path = %s\n", __func__, file_path); file = fopen(file_path, "rb"); if (NULL == file) { err = -1; break; } fread(&s_bmp_file_header, sizeof(s_bmp_file_header), 1, file); fread(&s_bmp_info_header, sizeof(s_bmp_info_header), 1, file); fread(temp, 4*256, 1, file); width = s_bmp_info_header.width; height = s_bmp_info_header.height; *col = width; *row = height; line_width = (width + 3) / 4 * 4; printf("[%s] line_width = %d, width = %d, height = %d\n", __func__, line_width, width, height); for (i = height - 1; i >= 0; i--) { if (line_width == width) { fread(buf + i * width, width, 1, file); } else if (line_width > width) { fread(buf + i * width, width, 1, file); fread(temp, line_width-width, 1, file); } } memcpy(image, buf, width * height); } while (0); if (file != NULL) { fclose(file); } return err; } int32_t dump_image_to_bmp_file(const char *file_path, uint8_t *image, uint32_t width, uint32_t height) { FILE *file = NULL; int32_t err = 0; do { if (NULL == file_path || NULL == image) { err = -1; break; } uint32_t line_width = (width + 3) / 4 * 4; s_bmp_file_header.off_bits = sizeof(bmp_file_header_t) + sizeof(bmp_info_header_t) + 4 * 256; s_bmp_file_header.size = s_bmp_file_header.off_bits + line_width * height; s_bmp_info_header.size = sizeof(bmp_info_header_t); s_bmp_info_header.width = width; s_bmp_info_header.height = height; s_bmp_info_header.size_image = line_width * height; printf("[%s] line_width = %d, width = %d, height = %d\n", __func__, line_width, width, height); file = fopen(file_path, "wb"); if (NULL == file) { err = -1; break; } fwrite(&s_bmp_file_header.type, 1, sizeof(s_bmp_file_header.type), file); fwrite(&s_bmp_file_header.size, 1, sizeof(s_bmp_file_header.size), file); fwrite(&s_bmp_file_header.reserved1, 1, sizeof(s_bmp_file_header.reserved1), file); fwrite(&s_bmp_file_header.reserved2, 1, sizeof(s_bmp_file_header.reserved2), file); fwrite(&s_bmp_file_header.off_bits, 1, sizeof(s_bmp_file_header.off_bits), file); fwrite(&s_bmp_info_header, 1, sizeof(bmp_info_header_t), file); uint8_t alpha = 0; int32_t i; for (i = 0; i < 256; i++) { fwrite(&i, 1, sizeof(uint8_t), file); fwrite(&i, 1, sizeof(uint8_t), file); fwrite(&i, 1, sizeof(uint8_t), file); fwrite(&alpha, 1, sizeof(uint8_t), file); } for (i = height - 1; i >= 0; i--) { fwrite(image + i * width, 1, width, file); if (line_width > width) { uint8_t line_align[4] = { 0 }; fwrite(line_align, 1, line_width - width, file); } } fflush(file); } while (0); if (file != NULL) { fclose(file); } return err; } int main() { int32_t err = 0; err = bmp_file_to_image(in_file_path, s_bmpdata, &s_bmp_col, &s_bmp_row); if (err != 0) { return -1; } printf("[%s] s_bmp_col = %d, s_bmp_row = %d\n", __func__, s_bmp_col, s_bmp_row); dump_image_to_bmp_file(out_file_path, s_bmpdata, s_bmp_col, s_bmp_row); return 0; }
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