圖像文件格式BMP文件格式詳解

1、5.2 BMP文件格式BMP文件格式是Microsoft Windows下最常見的圖像文件格式之一，它采用位映射存儲(chǔ)格式，除了圖像深度可選以外，不采用其他任何壓縮，因此，BMP文件所占用的空間很大。BMP文件的圖像深度可選lbit、4bit、8bit及24bit。BMP文件存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，圖像的像素值在文件中的存放順序?yàn)閺淖蟮接?，從下到?，也就是說，在BMP文件中首先存放的是圖像的最后一行像素，最后才存儲(chǔ)圖像的第一行像素，但對(duì)與同一行的像素，則是按照先左邊后右邊的的順序存儲(chǔ)的；另外一個(gè)需要關(guān)注的細(xì)節(jié)是：文件存儲(chǔ)圖像的每一行像素值時(shí)，如果存儲(chǔ)該行像素值所占的字節(jié)數(shù)為4的倍數(shù)，則正常存儲(chǔ)，否則，需要

2、在后端補(bǔ)0，湊足4的倍數(shù)。由于BMP文件格式是Windows環(huán)境中交換與圖有關(guān)的數(shù)據(jù)的一種標(biāo)準(zhǔn)，因此在Windows環(huán)境中運(yùn)行的圖形圖像 HYPERLINK /view/37.htm t _blank 軟件都支持BMP圖像格式。5.2.1典型的BMP HYPERLINK /view/42116.htm t _blank 圖像文件由四部分組成：1、位圖頭文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要包含文件的大小、文件類型、圖像數(shù)據(jù)偏離文件頭的長(zhǎng)度等信息；2、 HYPERLINK /view/56073.htm t _blank 位圖信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含圖象的尺寸信息、圖像用幾個(gè)比特?cái)?shù)值來表示一個(gè)像素、圖像是否壓縮、圖像所用的顏

3、色數(shù)等信息；3、 HYPERLINK /view/1120949.htm t _blank 調(diào)色板包含圖像所用到的顏色表，顯示圖像時(shí)需用到這個(gè) 顏色表來生成調(diào)色板，但如果圖像為真彩色，既圖像的每個(gè)像素用24個(gè)比特來表示，文件中就沒有這一塊信息，也就不需要操作調(diào)色板。4、位圖數(shù)據(jù)記錄了位圖的每一個(gè)像素值或該對(duì)應(yīng)像素的顏色表的索引值，圖像記錄順序是在掃描行內(nèi)是從左到右, 掃描行之間是從下到上。這種格式我們又稱為 Bottom_Up位圖，當(dāng)然與之相對(duì)的還有Up_Down形式的位圖，它的記錄順序是從上到下的，對(duì)于這種形式的位圖，也不存在壓縮形式。5.2.2 BMP文件結(jié)構(gòu)位圖文件（bitmap fil

4、e, BMP）格式是Windows采用的圖像文件存儲(chǔ)格式，在Windows環(huán)境下運(yùn)行的所有圖像處理軟件都支持這種格式。 Windows3.0以后的BMP格式與顯示設(shè)備無關(guān)，因此把這種BMP格式稱為設(shè)備無關(guān)位圖（Device Independentbit Bitmap , DIB）格式， Windows能夠在任何類型的顯示設(shè)備上顯示BMP位圖。BMP位圖默認(rèn)的文件擴(kuò)展名是bmp。1、文件結(jié)構(gòu)位圖文件可看成由4個(gè)部分組成：位圖文件頭（Bitmap-File）、位圖信息頭（Bitmap-Information Header）、彩色表（Color Table）和定義位圖的字節(jié)陣列，它們的名稱和符號(hào)如下

5、表1所示：表1 BMP圖像文件組成部分的名稱和符號(hào)位圖文件的組成結(jié)構(gòu)名稱符 號(hào)位圖文件頭BITMAPEILEHEADERbmfh位圖信息頭BITMAPINFOHEADERbmib彩色表RGBQUADaColors 圖像數(shù)據(jù)陣列字節(jié)BITMAPDATAaBitmapBits 2、位圖文件結(jié)構(gòu)可綜合在下表中：表2 位圖文件結(jié)構(gòu)偏移量名稱大?。╞yte）內(nèi)容圖像文件頭000h標(biāo)識(shí)符2兩字節(jié)的內(nèi)容用來識(shí)別位的類型：BMWindows 3.x，9x，NT，CI、CP、IC、PTOS/2002hFile Size4用字節(jié)表示的整個(gè)文件的大小006hReserved4保留，設(shè)置為0000AhBitmap D

6、ata Offset4從文件開始到位圖數(shù)據(jù)開始之間的數(shù)據(jù)（Bitmap Data）的偏移量圖像信息頭000EhBitmap Header Size4位圖信息頭的長(zhǎng)度，用來描述位圖的顏色和壓縮方法等。下面的長(zhǎng)度表示：28 hWindows3.X ,9X,NT0Ch/F0hOS/2 1.x0012hWidth4位圖的寬度，以像素為單位0016hHeight4位圖的高度，以像素為單位001AhPlanes2位圖的位面數(shù)001ChBites Per Pixel2每個(gè)像素的位數(shù)1單色位圖；416色圖；8256色位圖1616bit 高彩位圖；2424位真彩位圖001EhCompression4壓縮說明：0

7、：無壓縮；1RLE 8-bit/pixel（BI_RLE4）2RLE 4-bit/pixel（BIRLE8）3Bitfields（BI_BITFIELDS）0022hBitmap Data Size4用字節(jié)數(shù)表示的位圖數(shù)據(jù)的大小。該數(shù)必須是4的倍數(shù)。0026hHresolution4用pixel/m表示的水平分辨率002AhVresolution4用pixel/m表示的水平分辨率002EhColors4位圖使用的顏色數(shù)。如8bit/pixel表示為100h或者2560032hImportant Colors4指定重要的顏色數(shù)。當(dāng)該域的值等于顏色數(shù)時(shí)，表示所有顏色都一樣重要0036hPalett

8、eN*4調(diào)色板規(guī)范。對(duì)于調(diào)色板中的每個(gè)表項(xiàng)，這4個(gè)字節(jié)用下述方法來描述RGB的值：1字節(jié)用于表示RGB中的藍(lán)色分量1字節(jié)用于表示RGB中的綠色分量1字節(jié)用于表示RGB中的紅色分量1字節(jié)用于表示填充符（設(shè)置為0）0436hBitmap DataX該域的大小取決于壓縮方法它包含所有的位圖數(shù)據(jù)字節(jié)，這些數(shù)據(jù)字節(jié)實(shí)際就是彩色調(diào)節(jié)器色板的索引號(hào)3、結(jié)構(gòu)詳解（1）位圖文件頭：它包含有關(guān)于文件類型、文件大小和存放位置等信息，在Windows 3.0以上版本的位圖文件中用BITMSPFILEHEADER結(jié)構(gòu)體來定義。位圖文件頭包含了圖像類型、圖像大小、圖像數(shù)據(jù)存放地址和兩個(gè)保留未使用的字段。BMP文件頭數(shù)據(jù)結(jié)

9、構(gòu)含有BMP文件的類型、文件大小和位圖起始位置等信息。 其結(jié)構(gòu)定義如下:typedef struct tagBITMAPFILEHEADERWORD bfType; / 位圖文件的類型，必須為BMDWORD bfSize; / 位圖文件的大小，以字節(jié)為單位 WORD bfReserved1; / 位圖文件保留字，必須為0WORD bfReserved2; / 位圖文件保留字，必須為0DWORD bfOffBits; / 位圖數(shù)據(jù)的起始位置，以相對(duì)于位圖/ 每個(gè)像素所需的位數(shù)，必須是 1( 雙色), 4(16 色)，8(256 色)或24(真彩色)/ 文件頭的偏移量表示，以字節(jié)為單位 BITMA

10、PFILEHEADER; /該結(jié)構(gòu)占據(jù)14個(gè)字節(jié)。（2）位圖信息頭：位圖信息用BITMAPINFO結(jié)構(gòu)體來定義，位圖信息頭包含了位圖信息頭的大小、圖像的寬高、圖像的色深、壓縮說明圖像數(shù)據(jù)的大小和其他一些參數(shù)。BMP位圖信息頭數(shù)據(jù)用于說明位圖的尺寸等信息。typedef struct tagBITMAPINFOHEADERDWORD biSize; / 本結(jié)構(gòu)所占用字節(jié)數(shù)LONG biWidth; / 位圖的寬度，以像素為單位LONG biHeight; / 位圖的高度，以像素為單位WORD biPlanes; / 目標(biāo)設(shè)備的級(jí)別，必須為1WORD biBitCount / 每個(gè)像素所需的位數(shù)，

11、必須是1(雙色) (黑白二色圖),/ 4(16色)，8(256色)或24(真彩色)之一 (新的.bmp格式支持32位色)DWORD biCompression; / 位圖壓縮類型，必須是 0(不壓縮),/ 1(BI_RLE8壓縮類型)或2(BI_RLE4壓縮類型)之一DWORD biSizeImage; / 位圖的大小，以字節(jié)為單位LONG biXPelsPerMeter; / 位圖水平分辨率，每米像素?cái)?shù)LONG biYPelsPerMeter; / 位圖垂直分辨率，每米像素?cái)?shù)DWORD biClrUsed; / 位圖實(shí)際使用的顏色表中的顏色數(shù)DWORD biClrImportant; / 位

12、圖顯示過程中重要的顏色數(shù) BITMAPINFOHEADER; /該結(jié)構(gòu)占據(jù)40個(gè)字節(jié)它由位圖信息頭和彩色表組成，前者用BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)體定義，后者用RGBQUAD結(jié)構(gòu)體定義。1）彩色表的定位：應(yīng)用程序進(jìn)行彩色表的定位時(shí)，可使用存儲(chǔ)在biSize成員中的信息來查找在BITMAPINFO結(jié)構(gòu)體中的彩色表。2）biBitCount：biBitCount=1表示位圖最多有兩種顏色，黑色和白色。圖像數(shù)據(jù)陣列中的每一位表示一個(gè)pixel:biBiCount=4表示位圖最多有16種顏色。每個(gè)像素用場(chǎng)bit表示，交用這4bit作為彩色表的表項(xiàng)來查找該像素的顏色。3）ClrUsed：BITM

13、APINFOHEADER結(jié)構(gòu)中的成員ClrUsed指定實(shí)際使用的顏色數(shù)目。4）8bit/pixel的圖像數(shù)據(jù)壓縮：BI_RLE8 8bit/pixel的RLE壓縮編碼，可使用編碼方式和絕對(duì)方式中的任何一種進(jìn)行壓縮，這兩種方式可在同一幅圖中的任何地方使用。編碼方式 由此及彼個(gè)字節(jié)組成，第一個(gè)字節(jié)指定使用相同顏色的像素?cái)?shù)目，第二個(gè)字節(jié)指字使用的顏色索引。此外，這個(gè)字節(jié)對(duì)中的第一個(gè)字節(jié)可設(shè)置為0，聯(lián)合使用第二個(gè)字節(jié)的值表示：第二個(gè)字節(jié)的值為0 行的結(jié)束第二個(gè)字節(jié)的值為1 圖像結(jié)束第二個(gè)字節(jié)的值為2 其后的兩個(gè)字節(jié)表示下一個(gè)像素從當(dāng)前開始的水平和垂直位置的偏移量絕對(duì)方式 第一個(gè)字節(jié)設(shè)置為0，而第二個(gè)字

14、節(jié)設(shè)置為03h0FFh之間的一個(gè)值。在這種方式中，第二個(gè)字節(jié)表示跟在這個(gè)字節(jié)后面的字節(jié)數(shù)，每個(gè)字節(jié)包含單個(gè)像素的顏色索引。5）每個(gè)像素為4位的圖像數(shù)據(jù)壓縮：BI_RLE4 每個(gè)像素為4位的RLE壓縮編碼，同樣也可使用編碼方式和絕對(duì)方式中的任何一種進(jìn)行壓縮，這兩種方式也可在同一幅圖中的任何地方使用。編碼方式 由2個(gè)字節(jié)組成，第一個(gè)字節(jié)指定像素?cái)?shù)目，第二個(gè)字節(jié)包含兩種顏色索引。絕對(duì)方式 這個(gè)字節(jié)對(duì)中的第一個(gè)字節(jié)設(shè)置為0，第二個(gè)字節(jié)包含有顏色索引數(shù)，其后續(xù)字節(jié)包含有顏色索引，顏色索引存放在該字節(jié)的高、低4位中，一個(gè)顏色索引對(duì)應(yīng)一個(gè)像素。BI_RLE4也同樣聯(lián)合使用第二個(gè)字節(jié)中的值表示：第二個(gè)字節(jié)的值

15、為0 行的結(jié)束第二個(gè)字節(jié)的值為1 圖像結(jié)束第二個(gè)字節(jié)的值為2 其后的兩個(gè)字節(jié)表示下一個(gè)像素從當(dāng)前開始的水平和垂直位置的偏移量（3）彩色表：包含的元素與位圖所具有的顏色數(shù)相同，像素的顏色用RGBQUAD結(jié)構(gòu)來定義。彩色表中的顏色按顏色的重要性排序，這可輔助顯示驅(qū)動(dòng)程序?yàn)椴荒茱@示足夠多顏色數(shù)的顯示設(shè)備顯示彩色圖像。顏色表用于說明位圖中的顏色，它有若干個(gè)表項(xiàng)，每一個(gè)表項(xiàng)是一個(gè)RGBQUAD類型的結(jié)構(gòu)，定義一種顏色。RGBQUAD結(jié)構(gòu)的定義如下:typedef struct tagRGBQUAD BYTE rgbBlue; / 藍(lán)色的亮度(值范圍為0-255)BYTE rgbGreen; / 綠色的亮

16、度(值范圍為0-255)BYTE rgbRed; / 紅色的亮度(值范圍為 0-255)BYTE rgbReserved; / 保留，必須為0 RGBQUAD;彩色表/調(diào)色板（color table）是單色、16色和256色圖像文件所特有的，相對(duì)應(yīng)的調(diào)色板大小是2、16和256，調(diào)色板以4字節(jié)為單位，每4個(gè)字節(jié)存放一個(gè)顏色值，圖像的數(shù)據(jù)是指向調(diào)色板的索引?？梢詫⒄{(diào)色板想象成一個(gè)數(shù)組，每個(gè)數(shù)組元素的大小為4字節(jié)，假設(shè)有一256色的BMP圖像的調(diào)色板數(shù)據(jù)為：調(diào)色板0=黑、調(diào)色板1=白、調(diào)色板2=紅、調(diào)色板3=藍(lán)調(diào)色板255=黃圖像數(shù)據(jù)01 00 02 FF表示調(diào)用調(diào)色板1、調(diào)色板0、調(diào)色板2和調(diào)色板255中的數(shù)據(jù)來顯示圖像顏色。每個(gè)調(diào)色板的大小為4字節(jié)，按藍(lán)、綠、紅存儲(chǔ)一個(gè)顏色值。（4）位圖數(shù)據(jù)：緊跟在彩色表之后的是圖像數(shù)據(jù)字節(jié)陣列。圖像的每一掃描行由表示圖像像素的連續(xù)的字節(jié)組成，每一行的字節(jié)數(shù)取決于圖像的顏色數(shù)目和用像素表示的圖像寬度。位圖的一個(gè)像 素值所占的字節(jié)數(shù)：當(dāng)biBitCount=1時(shí)，8個(gè)像素占1個(gè)字節(jié)；當(dāng)biBitCount=4時(shí)，2個(gè)像素占1個(gè)字節(jié)；當(dāng)biBitCount=8 時(shí)，1個(gè)像素占1個(gè)字節(jié)；當(dāng)biBitCount=24時(shí),1個(gè)像素占3個(gè)字節(jié)，此時(shí)圖像為真彩色圖像。當(dāng)圖像不是為真彩色時(shí)，圖像文件中包含顏色表，位 圖的數(shù)據(jù)表示對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)在顏色表中相應(yīng)的索引值，