C語(yǔ)言如何讀取bmp圖像

更新時(shí)間：2022年04月01日 08:58:06 作者：微小冷

這篇文章主要介紹了C語(yǔ)言如何讀取bmp圖像，BMP即bitmap，由文件頭信息塊、圖像描述信息塊、顏色表、圖像數(shù)據(jù)區(qū)四部分組成，下文更多相關(guān)資料需要的小伙伴可以參考一下

1、BMP圖像編碼

BMP即bitmap，也就是位圖，一般由4部分組成：文件頭信息塊、圖像描述信息塊、顏色表（在真彩色模式無(wú)顏色表）和圖像數(shù)據(jù)區(qū)。

在圖像數(shù)據(jù)之前，如圖所示，共有54位數(shù)據(jù)

其中，0x424d在十進(jìn)制為19778，對(duì)應(yīng)的ASCII碼為BM，表示這是個(gè)bitmap文件。

在C語(yǔ)言中，short類型為16位，即2字節(jié)；int為4字節(jié)?？紤]到BMP格式的文件頭中，每個(gè)信息基本都是2字節(jié)的倍數(shù)，故而用int和short便可描述出bmp格式的文件頭。

文件信息頭[14 bytes]存儲(chǔ)著文件類型，文件大小等信息

// 文件信息頭結(jié)構(gòu)體
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER{
? ? unsigned short bfType;?? ??? ?//必為'BM'
? ? unsigned int ? bfSize;?? ??? ?//文件字節(jié)數(shù)(2-5)
? ? unsigned int bfReserved; ? ?//位圖文件保留字，必為0(6-9)
? ? unsigned int ? bfOffBits; ? //像素?cái)?shù)據(jù)偏移 (10-13)
} bmpHeader;

接下來(lái)的40bytes存儲(chǔ)圖像的尺寸，顏色索引，位平面數(shù)等信息

#define uint unsigned int
#define ushort unsigned short
//圖像信息頭結(jié)構(gòu)體
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
? ? uint ? ?biSize; ? ? ? ? ?// 結(jié)構(gòu)體尺寸 (14-17)
? ? int ? ? biWidth; ? ? ? ? // 圖像寬度 ?(18-21)
? ? int ? ? biHeight; ? ? ? ?// 圖像高度 ?(22-25)
? ? ushort ?biPlanes; ? ? ? ?// 目標(biāo)設(shè)備的級(jí)別，為1(26-27)
? ? ushort ?biBitCount; ? ? ?// 像素位數(shù)，為1、4、8或24(28-29)
? ? uint ? ?biCompression; ? // 位圖壓縮類型，0為不壓縮、1為BI_RLE8、2為BI_RLE4(30-33)
? ? uint ? ?biSizeImage; ? ? // 單像素?cái)?shù)據(jù)大小,等于bfSize-bfOffBits (34-37)
? ? int ? ? biXPelsPerMeter; // 水平分辨率，一般為0 (38-41)
? ? int ? ? biYPelsPerMeter; // 垂直分辨率，一般為0 (42-45)
? ? uint ? ?biClrUsed; ? ? ? // 位圖顏色表中的顏色數(shù)，0表示使用所有調(diào)色板項(xiàng)(46-49)
? ? uint ? ?biClrImportant; ?// 重要顏色索引的數(shù)目，0表示都重要(50-53)
} infoHeader;

在54位的文件頭之后，如果需要的話，bmp文件可存放調(diào)色板信息，對(duì)于rgb圖像來(lái)說，可以如下

//24位圖像素信息結(jié)構(gòu)體,即調(diào)色板
typedef struct _PixelInfo {
? ? unsigned char rgbBlue; ? //藍(lán)色分量 ?(0-255)
? ? unsigned char rgbGreen; ?//綠色分量 ?(0-255)
? ? unsigned char rgbRed; ? ?//紅色分量 ?(0-255)
? ? unsigned char rgbReserved;// 保留，必須為0
} PixelInfo;

顏色表中RGBQUAD結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)由biBitCount來(lái)確定:

當(dāng)biBitCount=1,4,8時(shí)，分別有2,16,256個(gè)表項(xiàng);
當(dāng)biBitCount=24時(shí)，沒有顏色表項(xiàng)。

位圖信息頭和顏色表組成位圖信息，BITMAPINFO結(jié)構(gòu)定義如下:

typedef struct tagBITMAPINFO {
BITMAPINFOHEADER bmiHeader; // 位圖信息頭
RGBQUAD bmiColors[1]; ? ? ? // 顏色表
} bmpInfo;

顏色表接下來(lái)為圖像數(shù)據(jù)區(qū)，存儲(chǔ)每個(gè)像素對(duì)應(yīng)的顏色號(hào)，單像素點(diǎn)顏色號(hào)的位長(zhǎng)度與圖像類型有關(guān)

圖像類型	2色圖像	16色圖像	256色圖像	真彩色圖像
字節(jié)數(shù)	1bit	4bit	1B(8bit)	3B

由此可知，理想情況下圖像數(shù)據(jù)區(qū)的字節(jié)數(shù)為:

但是，由于BMP以字節(jié)為單位，按行存儲(chǔ)圖片的數(shù)據(jù)，也就是說每一行必須為字節(jié)數(shù)。而對(duì)于16色以及2色圖像而言，當(dāng)每行像素個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則必然導(dǎo)致出現(xiàn)空位，從而實(shí)際所占存儲(chǔ)空間要大于上述計(jì)算值。

2、讀取BMP文件

讀取文件之后第一件事即判斷我們讀取的是否為BMP圖像，即

//判斷是否是位圖,在0-1字節(jié)?
int IsBitMap(FILE *fp){
?? ?ushort s;
?? ?fread(&s,1,2,fp);
? ? return s==BM ? 1 : 0;
}?

其中，fread命令表示讀取文件fp，并將讀取到的內(nèi)容存儲(chǔ)在s中。1表示要讀取的數(shù)據(jù)的大小，2表示將要讀取的元素的個(gè)數(shù)。由前文可知，位圖的文件類型必須是BM，十六進(jìn)制下0x4d42,十進(jìn)制為19778。

然后需要得到圖像的寬度和高度，從而確定數(shù)據(jù)區(qū)的范圍

//獲得圖片的寬度,在18-21字節(jié)?
int getWidth(FILE *fp){
?? ?int width;
?? ?fseek(fp,18,SEEK_SET);
?? ?fread(&width,1,4,fp);
?? ?return width;?? ?
}
?
//獲得圖片的高度 ，在22-25字節(jié)?
int getHeight(FILE *fp){
?? ?int height;
?? ?fseek(fp,22,SEEK_SET);
?? ?fread(&height,1,4,fp);
?? ?return height;?? ?
} ?

其中，fseek可以為fp提供一個(gè)偏移量，SEEK_SET表示從文件的開頭進(jìn)行移動(dòng)。由上文可知，圖片高度所在位置是第22個(gè)字節(jié)。

若想讀取其他信息，以此類推即可。

//test.c
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>

#define BM 19778?? ??? ?// 位圖的標(biāo)志
#define PATH "1.bmp" ??? ?//打開的文件路徑?
#define ushort unsigned short
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

//判斷是否是位圖,在0-1字節(jié)?
int IsBitMap(FILE *fp){
?? ?ushort s;
?? ?fread(&s,1,2,fp);
? ? return s==BM ? 1 : 0;
}?
?
//獲得圖片的寬度,在18-21字節(jié)?
int getWidth(FILE *fp){
?? ?int width;
?? ?fseek(fp,18,SEEK_SET);
?? ?fread(&width,1,4,fp);
?? ?return width;?? ?
}
?
//獲得圖片的高度 ，在22-25字節(jié)?
int getHeight(FILE *fp){
?? ?int height;
?? ?fseek(fp,22,SEEK_SET);
?? ?fread(&height,1,4,fp);
?? ?return height;?? ?
} ?
?
//獲得每個(gè)像素的位數(shù),在28-29字節(jié)?
ushort getBit(FILE *fp)
{
?? ?ushort bit;
?? ?fseek(fp,28,SEEK_SET);
?? ?fread(&bit,1,2,fp);
?? ?return bit;
}?
?
//獲得數(shù)據(jù)的起始位置，在10-13字節(jié)
uint getOffSet(FILE *fp){
?? ?uint OffSet;
?? ?fseek(fp,10L,SEEK_SET);
?? ?fread(&OffSet,1,4,fp);
?? ?return OffSet;
}


int main(){
?? ?int width,height;
?? ?FILE *fp=fopen(PATH,"r");
?? ?uchar *r,*g,*b;
?? ?int i,j;
?? ?r=(uchar *)malloc(4000);
?? ?b=(uchar *)malloc(4000);
?? ?g=(uchar *)malloc(4000);
?? ?
?? ?if(!IsBitMap(fp)){
?? ??? ?printf("format error!\n");
?? ??? ?fclose(fp);
?? ??? ?return 0;?
? ? }

? ? printf("this file is a bitmap picture\n");
?? ?printf("width = %ld\nheight = %ld\n",getWidth(fp),getHeight(fp));
?? ?printf("bit size = %d bit\n",getBit(fp));
?? ?printf("OffSet = %d\n",getOffSet(fp));
?? ?
?? ?return 0;
}

驗(yàn)證：