Question

如何提取BMP图像数据的提取

要求能分析提出bmp图像的信息内容，颜色，灰度值；并能对将所提取的信息保存。

Answer 1

bmp图像文件数据分为三个部分：

1、前14个字节为文件信息头，在这部分信息中包含了位图信息标志、该bmp图像的大小和图像实际数据的相对偏移量这三部分有用的信息。
位图标志一定为“0x4D42”，否则，该文件不是bmp图像。
在VC++中，这14个字节对应一个数据类型，类型名为“BITMAPFILEHEADER”，它的定义为：
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {
WORD bfType; //位图信息标志
DWORD bfSize; //图像的大小
WORD bfReserved1;
WORD bfReserved2;
DWORD bfOffBits; //图像实际数据的相对偏移量
} BITMAPFILEHEADER, FAR *LPBITMAPFILEHEADER, *PBITMAPFILEHEADER;
可以设一个该类型的变量：BITMAPFILEHEADER bmfh，将bmp图像文件的前14字节数据读入这个变量中，然后通过判断bmfh.bfType == 0x4D42，确定是不是为bmp图像。

2、接下来40个字节为位图信息头，其中存储了该bmp图像的有关信息。这些信息包括：图像宽度（像素）、图像高度（像素）、图像长度（字节，仅仅是图像实际数据的长度，不包括各个信息头）、水平分辨率、垂直分辨率、每个像素的存储位数等信息。
其中，通过“每个像素的存储位数”这个信息可以知道图像的颜色：
如果“每个像素的存储位数”的值只有四种：为1，说明图像只有两种颜色（黑、白）；为4，说明图像有16种颜色；为8，说明图像有256种颜色；为24，说明该图像为真彩色图像，颜色数为2^24。这四种取值对应四种bmp图像，也就是说，bmp图像只有这四种。
在这四种bmp图像种，前三种都需要在图像文件中包含调色板数据，分别存储三种图像的2、16、256种颜色。而最后一种bmp格式的图像不需要调色板，因为这种图像的“每个像素的存储位数”值为24，也就是说，存储一个像素值需要24位，正好可以存储一个像素的颜色（红、绿、蓝各8位）。
在VC++中，这40个字节的位图信息头也有一个数据类型，类型名为“BITMAPINFOHEADER”，它的定义为：
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
DWORD biSize;
LONG biWidth; //图像宽度（像素）
LONG biHeight; //图像高度（像素）
WORD biPlanes;
WORD biBitCount; //每个像素的存储位数
DWORD biCompression;
DWORD biSizeImage; //图像长度（字节，仅仅是图像实际数据的长度，不包括各个信息头）
LONG biXPelsPerMeter; //水平分辨率
LONG biYPelsPerMeter; //垂直分辨率
DWORD biClrUsed;
DWORD biClrImportant;
} BITMAPINFOHEADER, FAR *LPBITMAPINFOHEADER, *PBITMAPINFOHEADER;

3、接下来若干个字节为调色板，只有前三种bmp图像有，第四种真彩色bmp图像没有这部分数据。
调色板是一个数组，每个数组元素有四字节，只有三个字节有用，另外一个没有。有用的三个字节存储一种颜色（红绿蓝各占一字节），这四个字节在VC++中定义为：
typedef struct tagRGBQUAD {
BYTE rgbBlue;
BYTE rgbGreen;
BYTE rgbRed;
BYTE rgbReserved;
} RGBQUAD;
定义一个这种类型的数组即为调色板。数组的长度可由BITMAPINFOHEADER中的biBitCount推算出来。

4、上述三部分信息之后，即是实际的像素数据。一个像素的存储位数为1、4、8或16，正如前面所述。
如果是1位，对应的bmp图像应该有一个长度为2的调色板。这一位的值只能是0或1，用来指明该像素的颜色在调色板中的地址。
如果是4位，对应的bmp图像应该有一个长度为16的调色板。这4位的值有16种，同样指示该像素的颜色在调色板中的地址。
如果是8位，对应的bmp图像应该有一个长度为256的调色板。这8位的值有256种，同样指示该像素的颜色在调色板中的地址。
如果是24位，对应的bmp图像没有调色板，该像素的颜色由这24位数据直接表示。

bmp图像的数据就这几个部分。
任何一个bmp图像的像素都是由红绿蓝三种颜色组成（带调色板也好，不带调色板也好）。如果一个像素的红绿蓝三种色的值相等，那么该像素就是灰色的。灰度图是这样一种有严格规定的bmp图像：它是上述四种bmp图像的第三种，并且它的调色板的每个数组元素的红绿蓝三值都相同，所以灰度图的灰度种数是256。

若要保存图像，需要按顺序保存文件信息头、位图信息头、调色板（如果有）和图像的实际数据。程序可以这样写：
bool Write(CString FileName)
{
CFile file;
BITMAPFILEHEADER bmfh;

if(! (bmi && pBits))
{
AfxMessageBox("Data is not valid!");
return FALSE;
}
//创建文件
if(!file.Open(FileName,CFile::modeCreate | CFile::modeWrite))
{
AfxMessageBox("File creating fails!");
return FALSE;
}

//填写文件信息头
bmfh.bfType = 0x4d42;
bmfh.bfReserved1 = bmfh.bfReserved2 = 0;
int nInfoSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER) + GetPaletteSize() * sizeof(RGBQUAD);
bmfh.bfOffBits = sizeof(bmfh) + nInfoSize;
bmfh.bfSize = bmfh.bfOffBits + bmi->bmiHeader.biSizeImage;

//写文件
file.Write( (LPVOID)&bmfh, sizeof(bmfh));
file.Write( (LPVOID)bmi, nInfoSize);
file.Write( (LPVOID)pBits, bmi->bmiHeader.biSizeImage);

return TRUE;
}

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