一个将图像数据保存为 BMP 文件的实例
BMP 文件是 Windows 保存图像的一种通用文件格式,在数字图像处理方面占有重要的地位。BMP 文件中
保存的图像数据是一种 DIB(Device-Independent Bitmap,即设备无关位图),DIB 是标准的 Windows 位图
格式,它自带颜色信息,因此调色板管理非常容易。有许多文章是关于讲述如何将 BMP 文件读取、显示的,
而如何将数据保存为 BMP 文件则不是太多,本文作者通过一个实例讲述这一过程。
一、BMP 文件的结构
要想把数据正确地保存为 BMP 文件,首先对 BMP 文件的结构应该有一个清晰的了解。一个 BMP 文件大
体上分成如下 4 个部分,如图 1 所示。
BITMAPFILEHEADER
位图文件头
(只用于BMP文件)
BITMAPINFOHEADER
位图信息头
bfType = “BM”
bfSize
bfReserved1
bfReserved2
bfOffBits
biSize
biWidth
biHeight
biPlance
biBitCount
biCompression
biSizeImage
biXPelsPerMeter
biYPelsPerMeter
biClrUsed
biClrImportant
Palette
调色板
单色 DIB 有 2 个表项
16 色 DIB 有 16 个表项或更少
256 色 DIB 有 256 个表项或更少
真彩色 DIB 没有调色板
DIB Pixels
DIB图像数据
象素按照每行每列的顺序排列
每一行的字节数必须是 4 的整倍数
图 1
BMP 文件结构示意图
1、 第一部分为位图文件头 BITMAPFILEHEADER,它是一个结构,其定义如下:
typedef struc tagBITMAPFILEHEADER{
WORD
WORD
WORD
WORD
WORD
bfType;
bfSize;
bfReserved1;
bfReserved2;
bfOffBits;
1
}BITMAPFILEHEADER, FAR *LPBITMAPFILEHEADER, *PBITMAPFILEHEADER;
该结构的长度是固定的,为 14 个字节,各个域的说明如下:
bfType:指定文件类型,必须是 0x4d42,即字符串“BM”。
bfSize:指定文件大小,包括这 14 个字节。
bfReserved1,bfReserved2:保留字,为 0。
bfOffBits:从文件头到实际的位图数据的偏移字节数,即图 1 中前三个部分的长度之和。
2、 第二部分为位图信息头 BITMAPINFOHEADER,它也是一个结构,其定义如下:
typedef struc tagBITMAPINFOHEADER{
DWORD
LONG
LONG
WORD
WORD
DWORD
DWORD
LONG
LONG
DWORD
DWORD
biSize;
biWidth;
biHeight;
biPlanes;
biBitCount;
biCompression;
biSizeImage;
biXPelsPerMeter;
biYPelsPerMeter;
biClrUsed;
biClrImportant;
}BITMAPINFOHEADER, FAR *LPBITMAPINFOHEADER, *PBITMAPINFOHEADER;
该结构的长度也是固定的,为 40 个字节,各个域的说明如下:
biSize:指定这个结构的长度,为 40 个字节。
biWidth:指定图像的宽度,单位是象素。
biHeight:指定图像的高度,单位是象素。
biPlanes:必须是 1。
biBitCount:指定表示颜色时用到的位数,常用的值为 1(黑白二色图)、4(16 色图)、8(256
色图)、24(真彩色图)。
biCompression:指定位图是否压缩,有效值为 BI_RGB,BI_RLE8,BI_RLE4,BI_BITFIELDS。
Windows 位图可采用 RLE4 和 RLE8 的压缩格式,BI_RGB 表示不压缩。
biSizeImage:指定实际的位图数据占用的字节数,可用以下的公式计算出来:
biSizeImage = biWidth’× biHeight
要注意的是:上述公式中的 biWidth’必须是 4 的整数倍(不是 biWidth,而是大于或等于
biWidth 的离 4 最近的整数倍)。如果 biCompression 为 BI_RGB,则该项可能为 0。
biXPelsPerMeter:指定目标设备的水平分辨率。
biYPelsPerMeter:指定目标设备的垂直分辨率。
biClrUsed:指定本图像实际用到的颜色数,如果该值为 0,则用到的颜色数为 2 的 biBitCount
次幂。
biClrImportant:指定本图像中重要的颜色数,如果该值为 0,则认为所有的颜色数都是重要
的。
3、 第三部分为调色板。有些位图需要调色板,有些位图,如真彩色图,不需要调色板,
它们的 BITMAPINFOHEADER 后面直接是位图数据。
调色板实际上是一个数组,共有 biClrUsed 个元素(如果该值为 0,则有 2 的 biBitCount 次幂个元
素)。数组中每个元素的类型是一个 RGBQUAD 结构,占 4 个字节,其定义如下:
typedef struct tagRGBQUAD{
BYTE
BYTE
rgbBlue;
rgbGreen;
2
BYTE
BYTE
rgbRed;
rgbReserved;
}RGBQUAD;
其中:
rgbBlue:该颜色的蓝色分量。
rgbGreen:该颜色的绿色分量。
rgbRed:该颜色的红色分量。
rgbReserved:保留值。
4、 第四部分就是实际的图像数据。对于用到调色板的位图,图像数据就是该象素颜色在调色板中的
索引值,对于真彩色图,图像数据就是实际的 R、G、B 值。
对于 2 色图,用 1 位就可以表示该象素的颜色,所以 1 个字节可以表示 8 个象素。
对于 16 色图,用 4 位可以表示一个象素的颜色,所以 1 个字节可以表示 2 个象素。
对于 256 色图,1 个字节刚好可以表示 1 个象素。
对于真彩色图,3 个字节才能表示 1 个象素。
二、保存实例
1、 图像数据
图像数据来源于图像采集卡所采集的图像的一部分,保存在一 Buffer 中(char *lp1),图像高度为 110
个象素(保存在变量 int m_Width 中),宽度为 228 个象素(保存在变量 int m_Height 中,并且是 4 的整倍
数),图像为一 256 色灰度图。
2、实例代码
BITMAPFILEHEADER bmfHdr; //定义文件头
BITMAPINFOHEADER bmiHdr; //定义信息头
RGBQUAD rgbQuad[256];
//定义调色板
//对信息头进行赋值
bmiHdr.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER); //指定这个结构的长度
bmiHdr.biWidth = m_WidthOfModel; //指定图像的宽度
bmiHdr.biHeight = m_HeightOfModel; //指定图像的高度
bmiHdr.biPlanes = 1;
bmiHdr.biBitCount = 8;
bmiHdr.biCompression = BI_RGB; //指定位图是否压缩
bmiHdr.biSizeImage = m_WidthOfModel*m_HeightOfModel; //指定实际的位图数据占用的字
// 指定图像的位数,必须是 1
//指定表示颜色时用到的位数
节数
bmiHdr.biXPelsPerMeter = 0;
bmiHdr.biYPelsPerMeter = 0;
bmiHdr.biClrUsed = 0;
bmiHdr.biClrImportant = 0;
//对调色板进行赋值
for(i=0; i<256; i++)
{
rgbQuad[i].rgbBlue = (BYTE)i;
rgbQuad[i].rgbGreen = (BYTE)i;
rgbQuad[i].rgbRed = (BYTE)i;
rgbQuad[i].rgbReserved = 0;
}
//对文件头进行赋值
bmfHdr.bfType = (WORD)0x4D42;
//;((WORD)('M'<<8) | 'B')
3
bmfHdr.bfSize=(DWORD)(sizeof(BITMAPFILEHEADER)+sizeof(BITMAPINFOHEADER)+
sizeof(RGBQUAD)*256 + m_WidthOfModel*m_HeightOfModel); //指定文件大小
bmfHdr.bfReserved1 = 0;
bmfHdr.bfReserved2 = 0;
bmfHdr.bfOffBits=(DWORD)(sizeof(BITMAPFILEHEADER)+sizeof(BITMAPINFO
HEADER)+sizeof(RGBQUAD)*256); //从文件头到实际的位图数据的偏移
字节数
//保存文件
CFile fp;
fp.Open("d:\\Model.bmp",CFile::modeCreate | CFile::modeWrite);
fp.Write((LPSTR)&bmfHdr,sizeof(BITMAPFILEHEADER)); //写文件头
fp.Write((LPSTR)&bmiHdr,sizeof(BITMAPINFOHEADER)); //写信息头
fp.Write((LPSTR)rgbQuad,sizeof(RGBQUAD)*256); //写调色板
fp.Write(lpvBuffer2Bits,m_WidthOfModel*m_HeightOfModel);//写数据
fp.Close();
以上代码在 VC++5.0 环境调试通过。
2、 实例图像
图 2 为通过以上代码保存的图像文件 Model.bmp。
三、结束语
图 2
本文作者对 BMP 文件的结构进行了较为清晰的剖析,对各部分的变量作了较为详尽的说明,并给
出了将图像数据保存为 BMP 文件实例的详细代码,原代码在 VC++5.0 环境下调试通过。
参考文献
1、 何斌 等编著.Visual C++数字图像处理.人民邮电出版社,北京,2001.4
2、 王晖 等编著.精通 Visual C++ 6.0.电子工业出版社,北京,2001.6
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