灰度图像 

导读:BMP图像的结构及读写和灰度化(2012-04-0721:53:35)转载▼标签,本文档主要给出24位真彩BMP图像的结构、读写和灰度化方法,2.一般BMP图像的结构,(1)BMP文件头(14字节),文件的第0字节到第13字节为BMP图像的文件头,文件的第14个字节到第53个字节为BMP图像的信息头,该BMP图像就是24Bit真彩图,nBytesPerLine=[(bi.biWidth*3+3

灰度图像 

BMP图像的结构及读写和灰度化 (2012-04-07 21:53:35)转载▼ 标签: bmp 灰度化 杂谈 分类: 学习 1.文档目的

本文档主要给出24位真彩BMP图像的结构、读写和灰度化方法。 2.一般BMP图像的结构

一般的bmp文件的结结构主要包括文件头,BMP信息头,调色板,位图数据内容

(1)BMP文件头(14字节) ,文件的第0字节到第13字节为BMP图像的文件头。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(0-1字节) DWORD bfSize; // 位图文件的大小,以字节为单位(2-5字节) WORD bfReserved1; // 位图文件保留字,必须为0(6-7字节) WORD bfReserved2; // 位图文件保留字,必须为0(8-9字节)

DWORD bfOffBits; // 位图数据的起始位置,以相对于位图(10-13字节) // 文件头的偏移量表示,以字节为单位 } BITMAPFILEHEADER; (2) BMP信息头

位图信息头(40字节),文件的第14个字节到第53个字节为BMP图像的信息头,位图信息头数据用于说明位图的尺寸等信息。

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{

DWORD biSize; // 本结构所占用字节数(14-17字节)

LONG biWidth; // 位图的宽度,以像素为单位(18-21字节) LONG biHeight; // 位图的高度,以像素为单位(22-25字节) WORD biPlanes; // 目标设备的级别,必须为1(26-27字节)

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(28-29字节)

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(30-33字节)

DWORD biSizeImage; // 位图的大小,以字节为单位(34-37字节) LONG biXPelsPerMeter; // 位图水平分辨率,每米像素数(38-41字节) LONG biYPelsPerMeter; // 位图垂直分辨率,每米像素数(42-45字节) DWORD biClrUsed;// 位图实际使用的颜色表中的颜色数(46-49字节) DWORD biClrImportant;// 位图显示过程中重要的颜色数(50-53字节) } BITMAPINFOHEADER; (3) 调色板

调色板用于说明位图中的颜色,它有若干个表项,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 {

BYTE rgbBlue; // 蓝色的亮度(值范围为0-255) BYTE rgbGreen; // 绿色的亮度(值范围为0-255) BYTE rgbRed; // 红色的亮度(值范围为0-255) BYTE rgbReserved;// 保留,必须为0

} RGBQUAD;

调色板中RGBQUAD结构数据的个数有biBitCount来确定: 当biBitCount=1,4,8时,分别有2,16,256个表项;

当biBitCount=24时,该BMP图像就是24Bit真彩图,没有调色板项。 (4):位图数据内容

位图数据记录了位图的每一个像素值,记录顺序是在扫描行内是从左到右,扫描行之间是从下到上。位图的一个像素值所占的字节数由biBitCount来确定: 当biBitCount=1时,8个像素占1个字节; 当biBitCount=4时,2个像素占1个字节; 当biBitCount=8时,1个像素占1个字节; 当biBitCount=24时,1个像素占3个字节;

Windows规定一个扫描行所占的字节数必须是4的倍数(即以long为单位),不足的以0填充。 例如:

24Bit真彩图每一行占的实际字节数:

nBytesPerLine =[(bi.biWidth*3+3)/4*4 // bi.biWidth为图像宽度 灰度图每一行占的实际字节数: nBytesPerLine = ((bi.biWidth+3)/4)*4

3. 24位真彩BMP图像的结构及灰度图的结构

(1)24位真彩BMP图像的结构主要由文件头,BMP信息头, BMP数据内容,没有调色板。

(2)灰度图的结构主要包括文件头,BMP信息头,调色板,BMP数据内容四部分。灰度图的调色板共有256项RGBQUAD结构,存放0到255的灰度值,每一项rgbRed、rgbGreen、rgbBlue分量值相等。调色板空间的申请的具体设置如下:

RGBQUAD *ipRGB2 = (RGBQUAD *)malloc(256*sizeof(RGBQUAD));//调色板的大小为1024字节

for ( i = 0; i < 256; i++ )

ipRGB2[i].rgbRed = ipRGB2[i].rgbGreen = ipRGB2[i].rgbBlue = i;

4.BMP图像的读写 BMP图像的读:

(1)首先定义BMP文件头和信息头变量

BITMAPFILEHEADER bf; //BMP文件头结构体 BITMAPINFOHEADER bi; //BMP信息头结构体 (2)创建文件输入流 fp

fp=fopen(fileName,\ //fileName为BMP图像文件名 (3)读取信息头、文件头

fread(&bf,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fp); fread(&bi,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fp);

经过这两条程序把BMP图像的信息头、文件头赋给bf和bi变量,可以根据bf和bi得到图像的各种属性。

(4) 读取BMP调色板

fread(ipRGB2,sizeof(RGBQUAD),256,fp); (5)读取BMP位图数据

定义一个二维数组Imgdata来存取BMP位图数据 unsigned char * * Imgdata;

Imgdata=new unsigned char*[bi.biHeight]; //声明一个指针数组 for ( i=0;i

Imgdata[i]=new unsigned char[(bi.biWidth*3+3)/4*4]; //每个数组元素也是一个指针数组

for ( i=0;i

for(j=0;j<(bi.biWidth*3+3)/4*4;j++)

fread(&Imgdata[i][j],1,1,fp);//每次只读取一个字节,存入数组

BMP图像的写:

(1)创建一个输出流fp

fp=fopen(\

(2) 写BMP图像的信息头、文件头

fwrite(&bf2,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fp); fwrite(&bi2,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fp); (3) 写BMP调色板

fwrite(ipRGB2,sizeof(RGBQUAD),256,fp);

(4) 写BMP图像的位图数据部分 for (i=(bi.biHeight)-1 ;i>=0;i--)

for (j=0 ;j<(bi.biWidth*3+3)/4*4;j++) fwrite(&Imgdata[i][j],1,1,fp);

5. 24位真彩BMP图像的灰度化

把24位真彩BMP图像转变成256阶灰度图的具体步骤如下: (1) 修改信息头

信息头共有11部分,灰度化时需要修改两部分 bi2.biBitCount=8;

bi2.biSizeImage=( (bi.biWidth+3)/4 ) * 4*bi.biHeight; (2)修改文件头

文件头共有5部分,灰度化时需要修改两部分

bf2.bfOffBits = sizeof(bf2)+sizeof(BITMAPINFOHEADER)+256*sizeof(RGBQUAD); bf2.bfSize = bf2.bfOffBits + bi2.biSizeImage;

(3)创建调色板

RGBQUAD *ipRGB2 = (RGBQUAD *)malloc(256*sizeof(RGBQUAD)); for ( i = 0; i < 256; i++ )

ipRGB2[i].rgbRed = ipRGB2[i].rgbGreen = ipRGB2[i].rgbBlue = i; (4)修改位图数据部分

这部分主要是由原真彩图的rgbRed、rgbGreen、rgbBlue分量值得到灰度图像的灰度值Y,可以用下面公式得到:

Y=0.299*rgbRed+0.587* rgbGreen+0.114*rgbBlue; 具体修改代码如下:

int nBytesPerLine2 = ( (bi.biWidth+3)/4 ) * 4; nLineStart2 = nBytesPerLine2 * i; for ( int j = 0; j

ImgData2[nLineStart2+j]= int( (float)Imgdata[i][3 * j] * 0.114 + \\ (float)Imgdata[i][3 * j + 1] * 0.587 + \\

(float)Imgdata[i][3 * j + 2] * 0.299 );//用一个一维数组顺序存储灰度值 (5)按顺序写入BMP图像的各个部分

fwrite(&bf2,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fp); fwrite(&bi2,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fp); fwrite(ipRGB2,sizeof(RGBQUAD),256,fp); fwrite(ImgData2,nImageSize2,1,fp);

附:BMP的读取和灰度化程序代码: #include #include #include #include #include #include int main() {

BITMAPFILEHEADER bf; //BMP文件头结构体 BITMAPINFOHEADER bi; //BMP信息头结构体

FILE* fp; //指向文件的指针 RGBQUAD *ipRGB; //

DWORD LineByte,ImgSize; unsigned char * * Imgdata; int i,j;

char fileName[256];

//打开文件

printf(\ scanf(\ fp=fopen(fileName,\ if(fp == NULL){

printf(\ exit(0); }

//读取信息头、文件头

fread(&bf,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fp); //把指针fp所指向的文件的头信息写入bf(地址)

fread(&bi,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fp);

LineByte=bi.biSizeImage / bi.biHeight; //计算位图的实际宽度并确保它为的倍数 ImgSize=(DWORD)LineByte*bi.biHeight;

Imgdata=new unsigned char*[bi.biHeight]; //声明一个指针数组

if(bi.biBitCount==24){

for ( i=0;i

Imgdata[i]=new unsigned char[(bi.biWidth*3+3)/4*4]; //每个数组元素也是一个指针数组

for ( i=0;i

for(j=0;j<(bi.biWidth*3+3)/4*4;j++)

fread(&Imgdata[i][j],1,1,fp);//每次只读取一个字节,存入数组 }

fclose(fp);

//写入另一个文件

fp=fopen(\

//以下定义中带“2”的都是新图像信息。 BITMAPFILEHEADER bf2; BITMAPINFOHEADER bi2;

int nBytesPerLine2 = ( (bi.biWidth+3)/4 ) * 4; int nImageSize2 = nBytesPerLine2 * bi.biHeight; memcpy( &bi2, &bi, sizeof(BITMAPINFOHEADER) ); bi2.biBitCount=8;

bi2.biSizeImage=nImageSize2; bf2.bfType = 0x4d42;

bf2.bfReserved1 = bf2.bfReserved2 = 0;

bf2.bfOffBits = sizeof(bf2)+sizeof(BITMAPINFOHEADER)+256*sizeof(RGBQUAD); bf2.bfSize = bf2.bfOffBits + nImageSize2;

fwrite(&bf2,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fp); fwrite(&bi2,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fp);

RGBQUAD *ipRGB2 = (RGBQUAD *)malloc(256*sizeof(RGBQUAD)); for ( i = 0; i < 256; i++ )

ipRGB2[i].rgbRed = ipRGB2[i].rgbGreen = ipRGB2[i].rgbBlue = i; fwrite(ipRGB2,sizeof(RGBQUAD),256,fp);

unsigned char *ImgData2 = new unsigned char[nImageSize2]; int nLineStart2;

for ( i=0;i

nLineStart2 = nBytesPerLine2 * i; for ( int j = 0; j

ImgData2[nLineStart2+j]= int( (float)Imgdata[i][3 * j] * 0.114 + \\ (float)Imgdata[i][3 * j + 1] * 0.587 + \\ (float)Imgdata[i][3 * j + 2] * 0.299 ); }

fwrite(ImgData2,nImageSize2,1,fp); free(Imgdata); fclose(fp);

return 0; }

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