位图BitMap图像的读取与存储

  做图像处理时的源文件一般要用无损的图像文件格式，位图（BitMap）是windows系统下可存储无压缩图像的文件格式。要实现位图文件的读取和存储，首先要明白位图文件的的存储数据结构。位图文件由四部分依序组成：BITMAPFILEHEADER,BITMAPINFOHEADER,调色板,Image Data。

1)BITMAPFILEHEADER结构的长度是固定的14个字节，描述文件的有关信息。其数据结构是：

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1. typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {  
2.         WORD    bfType;//must be 0x4D42.  
3.         DWORD   bfSize;//the size of the whole bitmap file.  
4.         WORD    bfReserved1;  
5.         WORD    bfReserved2;  
6.         DWORD   bfOffBits;//the sum bits of BITMAPFILEHEADER,BITMAPINFOHEADER and RGBQUAD;the index byte of the image data.  
7. } BITMAPFILEHEADER, FAR *LPBITMAPFILEHEADER, *PBITMAPFILEHEADER;  

2)BITMAPINFOHEADER结构的长度是固定的40个字节，描述图像的有关信息。其数据结构是：

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1. typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{  
2.         DWORD      biSize;//the size of this struct.it is 40 bytes.  
3.         LONG       biWidth;//the width of image data. the unit is pixel.  
4.         LONG       biHeight;//the height of image data. the unit is pixel.  
5.         WORD       biPlanes;//must be 1.  
6.         WORD       biBitCount;//the bit count of each pixel.usually be 1,4,8,or 24.  
7.         DWORD      biCompression;//is this image compressed.0 indicates no compression.  
8.         DWORD      biSizeImage;//the size of image data.  
9.         LONG       biXPelsPerMeter;  
10.         LONG       biYPelsPerMeter;  
11.         DWORD      biClrUsed;  
12.         DWORD      biClrImportant;  
13. } BITMAPINFOHEADER, FAR *LPBITMAPINFOHEADER, *PBITMAPINFOHEADER;  

    值得注意的是，其中biSizeImage指的是实际图像数据的大小，以字节为单位。其计算公式是：宽*高。其中宽必须是4的整数倍。如果不是整数倍，则取大于宽的离4的整数倍最近的数值。这个要求可能是因为现在的计算机大都是32位4字节的，计算机每次读取4字节，这样每行的像素可以整数次读取完成。

3)调色板：现在的计算机大都是32位或是更高，于是图像数据可用真彩色24位表达的，即每个像素均由24bit表示，每8bit表示RGB三色中的一色。但以前的计算机处理能力较差，图像用1位、4位或8位，即BITMAPINFOHEADER中的biBitCount不是24，这时又想表达出RGB色彩就需要调色板，调色板即使将图像数据中使用的一种颜色对应到RGB颜色中，这样图像数据中的像素值就是一个索引值，真正的像素值是这个索引值对应的调色板中的值。调色板是一个数组，数组中每个元素就是一个rgb颜色，对于8位图像，最多可表达256种颜色，调色板的大小就是256。调色板数组中每个元素的数据结构：

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1. typedef struct tagRGBQUAD {  
2.         BYTE    rgbBlue;  
3.         BYTE    rgbGreen;  
4.         BYTE    rgbRed;  
5.         BYTE    rgbReserved;  
6. } RGBQUAD;  
7. typedef RGBQUAD FAR* LPRGBQUAD;  

4)图像数据对于1位图像，1个像素用1bit存储，对于24位图像，1个像素用24bit存储。位图文件的数据是从下而上，从左而右存储的。所以说，读取的时候，最先读到的是图像左下方的像素，最后读取的是图像右上方的图像。

用c++写的位图文件的读取与存储方法：
类结构（BitMap.h）:

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1. #include <windows.h>  
2. class BitMap  
3. {  
4. public:  
5.     BitMap();  
6.     ~BitMap();  
7. protected:  
8.     BITMAPFILEHEADER fileHeader;  
9.     BITMAPINFOHEADER infoHeader;  
10. public:  
11.     int width_p,height_p,bitCount;  
12.     unsigned char *dataBuf;  
13.     LPRGBQUAD colorTable;  
14.     bool Read(char *fileName);  
15.     bool Write(char *_fileName);     
16. };  

方法（BitMap.cpp）:

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1. #include "BitMap.h"  
2. #include <stdio.h>  
3. #include <iostream>  
4. #include <fstream>  
5. using namespace std;  
6. #define NULL 0  
7.   
8. BitMap::BitMap(){};  
9. BitMap::~BitMap(){};  
10.   
11. //read bitmap info from a file  
12. bool BitMap::Read(char* fileName)  
13. {  
14.     FILE *_f=fopen(fileName,"rb");//open file  
15.     if(_f==NULL) return false;  
16.   
17.     fread(&fileHeader,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,_f);//read BITMAPFILEHEADER  
18.   
19.     fread(&infoHeader,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,_f);//read BITMAPINFOHEADER  
20.     width_p=infoHeader.biWidth;  
21.     height_p=infoHeader.biHeight;  
22.     bitCount=infoHeader.biBitCount;  
23.   
24.     if(bitCount==8)//if colorTable exist,read colorTable  
25.     {  
26.         colorTable=new RGBQUAD[256];  
27.         fread(&colorTable,sizeof(RGBQUAD),256,_f);  
28.     }  
29.   
30.     dataBuf=new unsigned char[infoHeader.biSizeImage];//read image data  
31.     fread(dataBuf,1,infoHeader.biSizeImage,_f);  
32.   
33.     fclose(_f);//close file  
34.     return true;  
35. }  
36.   
37. //write bitmap info to a file  
38. bool BitMap::Write(char * _fileName)  
39. {  
40.     FILE* f=fopen(_fileName,"wb");//create or open file to be written  
41.     if(f==NULL) return false;  
42.   
43.     int colorTableSize=0;//if bitcount is 24, there is no color table.  
44.     if(bitCount==8)//if bitcount is 8 ,the size of color table is 256*4,4B is the size of RGBQUAD.  
45.         colorTableSize=sizeof(RGBQUAD)*256;  
46.   
47.     int headerSize=sizeof(BITMAPFILEHEADER)+sizeof(BITMAPINFOHEADER)+ colorTableSize;//the size of the header of bmp file.  
48.     int lineSize=(width_p*bitCount/8+3)/4*4;//the size of each line in bmp file.  
49.     int dataSize=lineSize*height_p;//the size of the image data of bmp file.  
50.      
51.     fileHeader.bfType=0x4D42;//set the attribute of BITMAPFILEHEADER  
52.     fileHeader.bfSize=headerSize+dataSize;  
53.     fileHeader.bfReserved1=0;  
54.     fileHeader.bfReserved2=0;  
55.     fileHeader.bfOffBits=headerSize;  
56.   
57.     infoHeader.biSize=40;//set the attribute of BITMAPINFOHEADER  
58.     infoHeader.biWidth=width_p;  
59.     infoHeader.biHeight=height_p;  
60.     infoHeader.biPlanes=1;  
61.     infoHeader.biBitCount=bitCount;  
62.     infoHeader.biCompression=0;  
63.     infoHeader.biSizeImage=dataSize;  
64.     infoHeader.biClrImportant=0;  
65.     infoHeader.biXPelsPerMeter=0;  
66.     infoHeader.biYPelsPerMeter=0;  
67.   
68.     fwrite(&fileHeader,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,f);//write the data of BITFILEHEADER to bmp file  
69.     fwrite(&infoHeader,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,f);//write the data of BITINFOHEADER to bmp file  
70.     if(bitCount==8)//if color table exists,write the data of color table to bmp file  
71.     {  
72.         colorTable=new RGBQUAD[256];  
73.         fwrite(&colorTable,sizeof(RGBQUAD),256,f);  
74.     }  
75.     fwrite(dataBuf,1,dataSize,f);//write the image data to bmp file  
76.   
77.     fclose(f);//data writting is finished,close the bmp file.  
78.     return true;  
79. }  

程序入口：

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1. void main()  
2. {  
3.     BitMap* bm=new BitMap();  
4.     bm->Read("nv.BMP");  
5.     bm->Write("nvnew.bmp");  
6.     delete bm;  
7. }