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BMP图像  

2007-12-05 07:10:43|  分类: 计算机 |  标签: |举报 |字号 订阅

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Windows中定义了两种位图文件类型,即一般位图文件格式与设备无关位图文件格 式。其中,由于设备无关位图(DIB)文件格式具有更强的灵活性与完整的图像数据、 压缩方式等定义。BMP图像文件的结构可以分为如下三个部分:文件头、调色板数据以 及图像数据。其中文件头的长度为固定值54个字节;调色板数据对所有不超过256色的 图像模式都需要进行设置,即使是单色图像模式也不例外,但是对于真彩色图像模式, 其对应的BMP文件结构中却不存在相应调色板数据的设置信息;图像数据既可以采用一 定的压缩算法进行处理,也可以不必对图像数据进行压缩处理,这不仅与图像文件的大小相关,而且也与对应的图像处理软件是否支持经过压缩处理的BMP图像文件相关。以下将分别介绍BMP图像文件结构中的这三个重要组成部分。特别值得注意的是:BMP 图像文件结构设计得相当简单,这无疑有利于图像文件的处理速度,但是同时也使得 BMP图像文件格式具有一定的局限性,即一个BMP图像文件只能存储一幅图像。

BMP图像文件的文件头定义

Windows中将BMP图像文件的文件头分成两个数据结构,其中一个数据结构中包含 BMP文件的类型、大小和打印格式等信息,称为BITMAPFILEHEADERl另外一个数据 结构中则包含BMP文件的尺寸定义等信息,称为BITMAPINFOHEADERl如果图像文 件还需要调色板数据,则将其存放在文件头信息之后。 BITMAPFIlEHEADER数据结构在Windows.h中的定义为: 

typedef struCttagBITMAPFIlEHEADER   //类型定义, bmp文件头 

{      //5个变量

WORD bftype;DWORD bfsiZe:WORD bfReservedl;WORD bgReserved2:DWORD bfoffBits:

}BITMAPFILEHEADER;

 其中,bfrype在图像文件存储空间中的数据(首)地址为0,数据类型为unsignedchar,内 容为固定值"BM",用于标志文件格式,表示该图像文件为BMP文件。

bfsize的数据地址为2,类型为unsignedlong,它以字节为单位,定义位图文件的大 小。

bfReservedl与bfReserved2的数据地址分别为6和8,数据类型则都为unsignedint,二 者都是BMP文件的保留字,没有任何意义,其值必须为0.

bfoffBits的数据地址为10,数据类型为unsignedlong,它以字节为单位,指示图像 数据在文件内的起始地址,即图像数据针对文件头的偏移量。

BITMAPINFOHEADER数据结构用于说明位图的大小,其定义为:

type struttagBITMAPINFOHEADER

{

DWORD biSize:DWORD biWldth;DWORD biHeight; WORD biPlanes:

 WORD biBitCount:DWORD biCOmpression: DWORD biSiZelmage: DWORD biXPelsPerMeter:

DWORD biYPelsPerMeter:DWORD biClrUsed:      DWORD biClrlmportant;

}BITMAPINFOHEADER; 

其中,biSize的数据地址为14,数据类型为unsignedlong,它以字节为单位指定数据 结构BITMAPINFOHEADER所占用的存储容量,固定值为40。 

biWidth与biHeight的数据地址分别为18和22,数据类型都是unsignedlong,它们分 别以像素为单位,给出该BMP文件所描述位图的宽度与高度。若biHeight的取值为正数, 则表明位图为bottom—up类型的DIB位图,而且位图原点为左下角。若biHeight的取值为 负数,则表明位图为top—down类型的DIB位图,而且位图原点为左上角。

 注意:一般位图定义中,这两个字段的取值必须为正数。

 biPlanes的数据地址为26,类型为unsignedint,它代表目标设备的平面数必须为1。

 

biBitCount的数据地址为28,类型为utlsigned Int,它确定每个像素所需要的位数。 当图像为单色时,该字段的取值为1;当图像为16色时,该字段的取值为4;当图像为256 色时,该字段的取值为8;当图像为真彩色时,该字段的取值为24。

 

biCompression的数据地址为30,类型为unsignedlong,它代表bottom—up类型位图的 压缩类型(注意:t叩—down类型位图不能进行压缩处理),其可能取值及其含义分别为: 若该字段的取值为BI—RGB,则表示文件内的图像数据没有经过压缩处理;若该字段的 取值为BI—RLE8,则表示所压缩的图像数据是256色,采用的压缩方法是RLE8;若该字 段的取值为BI—RLE4,则表示所压缩的图像数据是16色,采用的压缩方法是RLE4;若 该字段的取值为BI—BITFIELDS,则表明图像文件内的数据没有经过压缩处理,而且颜 色表由分别表示每个像素点的红、绿、蓝三原色的双字组成。

 

注意:BMP文件格式在处理单色或者真彩色图像时,不论图像数据多么庞大,都不 对图像数据进行任何压缩处理。

 

biSizelmage的数据地址为34,类型为unsignedlong7它以字节为单位,给出该BMP 内图像数据占用的空间大小。若图像文件描述BI—RGB位图,则该字段的值必须设置为0。

 

biXPelsPerMeter字段与biYPelsPerMeter字段的数据地址分别为38与42,类型都是 unsignedlong,它们分别以每米像素数为单位,给出位图目的设备水平以及垂直方向的 分辨率;其中,应用程序可以根据biXPelsPerMeter字段的值,从源位图组中选择与当前 设备特点最匹配的位图。

 

biCkUsed的数据地址为46,类型为unsignedlong,给出位图实际使用的颜色表中的 颜色变址数。如果该字段的取值为0,则代表本位图使用了biBitCount字段值所代表的最 大颜色值,其中biBitCount字段的取值与biCompression所指定的压缩方法相关。例如: 如果图像为16色,而该字段的取值为10,则代表本位图共使用了12种颜色;如果该字段 的取值非零,而且biBitCount字段的取值小于16,则该字段指定图像或者设备驱动器存 取的实际颜色数。若biBitCount字段的取值大于或者等于16,则该字段指定使Window 系统调色板达到最优性能的颜色表大小。

 

biChlmportant的数据地址为50,数据类型为unsignedlong,它给出位图显示过程中 重要颜色的变址数。若该字段的取值为0,则表示所有使用的颜色都是重要颜色。

 

调色板数据

 

如果位图的描述还需要调色板数据,则应该在BMP文件头之后定义一个颜色表,它 包含若干个表项。其中,每一个表项定义了一种颜色,Windows将其定义为如下的 RGBQUAD结构:

 

typedef tagRGBQUAD

{

BYTE rgbBlue;BYTE rgbGreen;BYTE rgbRed; BYTE rgbReserved;

}RGBQUAD;

 

注意:RGBQUAD数据结构中,增加了一个保留字段rgbReserved,它不代表任何意 义,必须取固定值00同时,RGBQUAD结构定义的颜色值中,红色、绿色与蓝色的排 列顺序与一般图像文件的颜色数据排列顺序恰好相反,即:蓝色的亮度由rgbBlue字段 定义、绿色的亮度由rgbGreen字段定义,红色的亮度由rgbRed字段定义。若位图中某个 像素点的颜色描述为"00,00,FF,00",则表示该点的颜色为纯红色,而不是纯 蓝色。

 

综上,在DIB位图文件组成中,紧随BITMAPFILEHEADER结构其后的数据结构为 BITMAPINFO,两者共同构成完整的位图文件。Windows将BITMAPINFO结构定义为:

 

tyPedef stmCt tagBITMAPINFO

 

{

 

BITMAPINFOHEADER bmiHeader:

 

RGBQUAD bmiC010ur[1];

 

}BITMAPINFO;

 

其中,bmiHeader字段指向包含位图颜色格式以及大小定义的 BITMAPHEADERINFO结构。bmiCo1our[1]字段指向RGBQUAD结构数组或者定义位图 颜色值的双字数据结构,它定义了BMP图像文件的颜色表,它包含多少个表项是由 BITMAPINFOHEADER数据结构中的biBitCount字段定义的:若该字段的取值为1,则颜 色表中共包含两个表项;若该字段的取值为4,则颜色表中共包含16个表项;若该字段 的取值为8,则颜色表中共包含256个表项;若该字段的取值为16,而且 BITMAPINFOHEADER结构定义中指定bmiColors字段的取值为BI_RGB,则颜色表中的 表项为空,位图阵列中每个字代表一个像素,字中每5位上的值代表该像素点一种基色 的亮度,其中最低5位代表蓝色亮度,依次为绿色与红色,字的最高位没有任何意义。 若该字段的取值为24,则颜色表中的表项为空,而位图阵列的每三个字节代表一个像 素,这3个字节直接定义了像素颜色中蓝、绿、红三种基色的相对亮度。 若该字段的取 值为32,而且BITMAPINFOHEADER结构定义中bmiC010rs字段的取值为BI—RGB,则颜 色表中的表项为空,且位图阵列中的每个双字代表一个像素的三原色亮度构成。 注意:颜色表中的数据应该按照重要性的帧序进行排列。另外,如果应用程序中需 要使用DIB位图,则bmiColors字段可以为16位的无符号整数数组,这些整数指定当前逻 辑调色板的颜色索引,而不是显式的RGB值。当然,如果位图存储在文件中或者需要传 送到其它应用程序,则该字段中不能包含调色板索引值

 

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