Bmp图像存储格式

关键字：BMP、灰度位图、24位真彩色位图、存储格式

一、前言

BMP(Bitmap的缩写)图像是指文件名后缀为BMP的位图图像。位图图像在计算机中使用很广泛，例如在windows中，记事本、写字板中的文字就是用位图图像表示出来的。许多以其它格式存储的图像，就是在位图图像的基础上，进行优化处理后得到的，例如JPEG图像等。

    在数字图像处理中，许多算法就是针对24位真彩色位图或灰度位图设计的。因此，很有必要介绍一下位图文件的这两种存储格式。

二、24位真彩色图像存储格式

把下图的24位真彩色图像格式在16位编辑器(例如VC编辑器)中打开，可以看到图像的二进制数据。

24位真彩色的二进制数据为：

    这是24位真彩色位图文件数据一部分。这一部分数据包括位图文件头、位图信息头和位图阵列三部分。

    (一)位图文件头

    位图文件头用来记录标志文件大小的一些信息，在文件中占14个字节，存储的内容如下：

42 4D          为位图的标志，即ASCII码为BM

CC B4 02        表示位图文件的总字节数，换算成十进制为(02B4CC)H=(177356)10，即这副图像的大小为177356字节。

00 00 00 00 00 为保留字节，用来存储文件大小的数据。

36 00 00 00 00 表示位图阵列的起始位置，(36)H=(54)10即54字节开始为位图阵列。

(二) 位图信息头

位图信息头记录和位图相关的一些信息，在文件中占40个字节，存储的内容如下：

28 00 00 00  表示信息头的长度，(28)H=(40)10，即位图信息头占40个字节。

2C 01 00 00   表示位图宽度，单位为像素。(012C)H=(300)10，即位图的宽度为300个像素。

C5 00 00 00  表示位图高度，单位为像素。(C5)H=(197)10，即位图的宽度为197个像素。

01 00        表示位图设备级别

18 00        位图级别，(0018)H=(24)10，即24位真彩色。

00 00 00 00  表示压缩类型，为零表示不压缩。

00 00 00 00  保留字节。

12 0B 00 00  表示水平分辨率

12 0B 00 00  表示垂直分辨率

00 00 00 00  表示位图实际使用的颜色表中的颜色变址数。

00 00 00 00  表示位图显示过程中被认为重要颜色变址数。

(三)位图像素阵列

    剩下的部分为位图像素阵列，即像素表示部分，每个象素点由3个字节的数据组成，按照从左到右的顺序，分别表示蓝色、绿色、红色。

    在VC＋＋中的wingdi.h中对于位图的编码和格式有更加详细的定义，下面给出24位真彩色位图格式在VC＋＋中的定义。

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {//位图文件头

WORD bfType; //位图标志“BM”

DWORD bfSize; //位图文件总字节数

WORD bfReserved1; 

WORD bfReserved2; 

DWORD bfOffBits; 

} BITMAPFILEHEADER; 

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{ //位图信息头格式定义

DWORD biSize; //位图信息头占用字节数

LONG biWidth; //位图图像宽度(以像素为单位)

LONG biHeight; //位图图像高度(以像素为单位)

WORD biPlanes; //位图设备级别

WORD biBitCount //位图级别设定，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

DWORD biCompression; //压缩类型

DWORD biSizeImage; //位图阵列表字节数

LONG biXPelsPerMeter; //水平分辨率

LONG biYPelsPerMeter; //垂直分辨率

DWORD biClrUsed; //位图实际使用的颜色表中的颜色变址数

DWORD biClrImportant; //位图显示过程中被认为重要颜色变址数

} BITMAPINFOHEADER; 

typedef struct tagRGBTRIPLE { //位图阵列格式定义

BYTE rgbtBlue; //定义蓝色

BYTE rgbtGreen; //定义绿色

BYTE rgbtRed; //定义红色

} RGBTRIPLE;//构成一个3字节的RGBTRIPLE。

按照这个这个结构可以从BMP文件中读取数据，然后在屏幕上用SetPixel()函数描绘出来。主要代码如下：

if (!cf.Open(TransValue,CFile::modeRead, &e))//找到文件后，打开文件

{

    MessageBox("Can not open the file!

    return;

}

cf.SeekToBegin();

cf.Read(&bmfh,sizeof(bmfh));//读取文件头

cf.Read(&bmih,sizeof(bmih));//读取文件信息头

rgb = new RGBTRIPLE[bmih.biWidth*bmih.biHeight];

cf.SeekToBegin();

cf.Seek(54,CFile::begin);

//读取文件数据

if (cf.GetLength()>*1024)

{

    cf.ReadHuge(rgb,bmih.biWidth*bmih.biHeight*3);//

}

else

{

    cf.Read(rgb,bmih.biWidth*bmih.biHeight);

}

//在屏幕上打点显示图像

for (int i=0; i{

    for (int j=0; j    {

    pDC->SetPixel(j,bmih.biHeight-i,RGB(rgb[i*bmih.biWidth+j].rgbtRed,rgb[i*bmih.biWidth+j].rgbtGreen,rgb[i*bmih.biWidth+j].rgbtBlue));

    }

}

cf.Close();//关闭文件

delete rgb;//释放内存

三、灰度位图存储格式

同样，把下面的灰度位图在VC编辑器中以Binary方式打开，可以看到如下的数据(部分)：

灰度位图数据：

    从上述数据中可以看出，灰度位图的存储格式与24位真彩色位图的存储格式基本相同。唯一的差别是，灰度位图比24位真彩色位图增加了一部分：颜色索引表。因此，灰度位图的像素阵列的起始位置不是第(36)H＝(54)10个字节，而是第(436)H＝(1078)10个字节，同时灰度位图用一个字节来表示一个像素。这样，灰度位图的像素阵列小了三分之二。

    颜色索引表定义为：

typedef struct rgbn { BYTE red; BYTE green; BYTE blue; BYTE null; } RGBn; 

在实际的编程中，读取数据的方式发生了变化，除了要读取文件头，文件信息头外，还要设置变量读取颜色索引表。除此以外，灰度图像的编程读取显示方式与24位真彩色位图的方式完全相同，在此就不再描述。

从上述灰度位图和24位真彩色位图的存储结构中可以看出，把24位 真彩色位图的颜色信息去掉，就可以得到灰度位图。根据不同的需要，不同的理论，有不同的去掉颜色的方法。在本文中，仅仅在红、绿、蓝三种基本色前加权三分 之一，然后在屏幕上打点显示出来，得到灰度位图图像。如果需要存储，只需要在文件头、文件信息头后加上颜色索引表，然后再以一个字节的空间存储位图像素信 息，把上述信息按顺序写到一个文件中，就得到一个灰度位图图像文件。