位图图像基础

1 位图文件—1.2 BMP位图
3 . 索引图像（伪彩色图像） 产生原因：在真彩色出现之前， 由于技术上的原因，计算 机在处理时并没有达到每像素24位的真彩色水平，为此人们 创造了索引颜色，即使用颜色表也就是调色板。 原理：在这种模式下，颜色都是预先定义的，并且可供选用 的一组颜色也很有限，索引颜色的图像最多只能显示256种 颜色。 显示过程：一幅索引颜色图像在图像文件里定义，当打开该 文件时，构成该图像具体颜色的索引值就被读入程序里，然 后根据索引值找到最终的颜色。
2 位图文件结构—2.1概述
2.1 概述
位图文件由三部分组成：文件头+位图信息+位图像素 数据
位图文件头BITMAPFILEHEADER， 它是一个结构体。 位图信息BITMAPINFO是结构体，位图信息由两部分组
成：位图信息头 + 彩色表 总结：可以看出位图文件由4个部分组成：
位图文件头(bitmap-file header)、 位图信息头(bitmap-information header)、 彩色表(color table)：调色板 位图数据:定义位图的字节阵列。
Windows 3.0以前的BMP图文件格式与显示设备有关，因此把 这种BMP图象文件格式称为设备相关位图DDB(devicedependent bitmap)。
Windows 3.0以后的BMP图象文件与显示设备无关，因此把这 种BMP图象文件格式称为设备无关位图DIB(deviceindependent bitmap)。
1 位图文件—1.2 BMP位图
2. 灰度图像
在灰度图像中，像素灰度级一般用8 bit表示，所以每 个 像 素 都 是 介 于 黑 色 （ 0 ） 和 白 色 （ 255 ） 之 间 的 256 （28=256）种灰度中的一种。
0 150 200 I 120 50 180
250 220 100
矢量图的特点： 矢量图的两个优点：一是它的文件数据量很小；二是图像质量与分
辨率无关，这意味着无论将图像放大或缩小了多少次，图像总是以显示 设备允许的最大清晰度显示。
矢量图有一个明显的缺点，就是不易制作色调丰富或色彩变化太多 的图像，而且绘出来的图像不是很逼真，同时也不易在不同的软件间交 换文件。 在Corel Draw和Adobe Illustrator中生成的图像均为矢量图 。
（2）这个值通常为0，若该值为0，则使用的颜色数为2的biBitCount次方种。表 示使用biBitCount确定的全部颜色
（3）这个值通常为0，表示所有的颜色都是必需的 biXPelsPerMeter; //目标设备水平分辨率 biYPelsPerMeter; //目标设别
垂直分辨率
2 位图文件结构—2.2 文件结构
1 位图文件—1.2 BMP位图
1.2 BMP位图 1.2.1 什么是BMP位图？
位图是由像素点构成一幅图像，每个像素具有颜 色属性和位置属性。
Windows把位图分为两类：设备无关位图DDB，设 备相关位图DIB
1 位图文件—1.2 BMP位图
DDB位图没有调色板，其数据结构与设备有关的，显示 的颜色依赖硬件 ，故此位图又称为DDB位图(DeviceDependent Bitmap)。当用户的程序取得位图数据信息时， 其位图显示方式视显示卡而定。由于GDI位图的这种设备依 赖性，当位图通过网络传送到另一台PC，很可能就会出现问 题。
2 位图文件结构—2.2 文件结构
位图信息也是结构体，定义如下： 位图信息作用：所记录的值用于分配内存，设置调色板信息， 读取像素值等。
2 位图文件结构—2.2 文件结构
位图信息头也是结构体，定义如下：
2 位图文件结构—2.2 文件结构
说明： biSize; //该结构的长度，为40字节
default: cout<<"单位像素位数未知"<<endl;
1024/16=64行；
BMP文件格式示例 2
256色灰度图， biHeight是正值。 观察它的调色板数据
BMP文件格式示例 3
biHeight的第二个应用。该值是一个正值，说明图像是 倒向的，该值是负值，说明图像是正向的。大多数的BMP是 倒向位图，也就是说，图像高度是一个正值。
下例中，我把hiHeight改为负值，观察图案
调色板定义如下：是对那些需要调色板的位图文件而言的。
真彩色图像是不需要调色板的，BITMAPINFOHEADER后直接是 位图数据。调色板实际上是一个数组，共有biClrUsed个元 素（如果该值为零，则有2的biBitCount次方个元素）。数 组中每个元素的类型是一个RGBQUAD结构， 占4个字节。
//读位图文件头
fread(&BitmapInfo,sizeof(BITMAPINFO),1,fp);
//读位图信息
fclose(fp);
//关闭文件
cout<<"位图文件名称为："<<argv[1]<<endl;
cout<<"位图文件类型为："<<(char)BitmapFileHeader.bfType;
DIB位图自带颜色信息即调色板。且任何运行Windows的 机器都可以处理DIB，并通常以后缀为.BMP的文件形式被保 存在磁盘中或作为资源存在于程序的EXE或DLL文件中。
一般我们讨论的是DIB位图。
1 位图文件—1.2 BMP位图
小结：Windows系统内部各图像绘制操作都是以BMP为基础的。
*：需要加以注意的部分，它们是在进行位图操作时经常参考的变量 （1）每个像素的字节数：
0，用在JPEG格式中 1，单色图，调色板有两种颜色，即黑白图片 4，16色图 8，256色图，通常说的灰度图 16，64K图，无调色板，图像数据中每两个字节表示一个像素，5个或6个 位表示一个RGB分量 24，16M真彩色图，无调色板，图像数据中每3个字节表示一个像素，每个 字节表示一个RGB分量 32，4G真彩色，无调色板，每4个字节表示一个像素，相对24位真彩图而 言，加入了一个透明度，即RGBA模式
什么是矢量图？
是用一系列绘图指令来表示一幅图，如AutoCAD中的绘图语句。这种 方法的本质是用数学(更准确地说是几何学)公式描述一幅图像。图像中每 一个形状都是一个完整的公式，称为一个对象。对象是一个封闭的整体， 所以图像上对象的变化都不会影响到图像中的其他对象。
1 位图文件—1.1数字图像类型
位图文件结构程序示例----读取位图文件 属性程序
位图文件是Windows操作系统中很重要的一种图形 格式，本例是对位图文件的简单操作。
本程序用到的结构体和函数有：
BITMAPFILEHEADER //位图文件头结构体
BITMAPINFO
//位图信息结构体
fread（）函数 //文件读函数
1 位图文件—1.2 BMP位图
位图又可以分成如下四种： (LineArt)、灰度图像(GrayScale)、索引颜色
图像(Index Color)、真彩色图像（True Color） 1. 线画稿
线画稿只有黑白两种颜色。每个像素占1位，值为0或1。
1 0 0 I 0 0 1
1 1 0
cout<<"图像高度："<<BitmapInfo.bmiHeader.biHeight<<"点"<<endl;
switch(BitmapInfo.bmiHeader.biBitCount)
//每个像素的位数
{
case 0: cout<<"JPEG图"<<endl;
break;
case 1: cout<<"单色图"<<endl;
1 位图文件—1.2 BMP位图
4. 真彩色图像
在真彩色图像中，每一个像素由红、绿和蓝三个字节组 成， 每个字节为8 bit，表示0到255之间的不同的亮度值，这三 个字节组合可以产生1670万种不同的颜色。
第三章 位图文件基础
1
位图文件
2
位图文件结构
3 Visual C+ + 图像处理编程基础
位图文件结构程序示例----读取位图文件 属性程序
算法分析 ① 定义位图文件头结构变量BitmapFileHeader； ② 定义位图信息结构变量BitmapInfo； ③ 打开指定文件； ④ 使用函数fread分别读取位图文件头和位图信息； ⑤ 关闭指定文件。并显示位图文件名称、位图文
件类型、图像宽度、图像高度和每个像素的位数。

#include<iostream.h>
#include<afx.h>
#include<stdio.h>
void main(int argc,char *argv[])
{ if(argc<2){ cout<<"用法：Example3_12 <位图文件名称>"<<endl;
exit(1); }
BITMAPFILEHEADER BitmapFileHeader;
2 位图文件结构—2.1概述
2 位图文件结构—2.2 文件结构
2 位图文件结构—2.2 文件结构
位图文件头定义如下：
这个结构的长度是固定的，为14个字节（WORD为无符号16位二进制整数， DWORD为无符号32位二进制整数）。
说明：其中的bfType值应该是“BM”（0x4d42），标志该文件是位图文件。 bfSize的值是位图文件的大小。
数字图像处理
山东大学威海分校信息工程学院
张亚涛 讲师
第三章 位图文件基础
1
位图文件
2
位图文件结构
3 Visual C+ + 图像处理编程基础
2
1 位图文件—1.1数字图像类型
1.1数字图像类型
静态图像可分为矢量(Vector)图和位图（Bitmap）， 位图也称为栅 格图像、点阵图、像素图 （每个栅格就是像素）。 1.1.1 矢量图
cout<<(char)(BitmapFileHeader.bfType/0x100)<<endl;
cout<<"位图文件的大小："<<BitmapFileHeader.bfSize<<"bytes"<<endl;
cout<<"图像宽度："<<BitmapInfo.bmiHeader.biWidth<<"点"<<endl;
2 位图文件结构—2.2 文件结构
图像数据。
对于用到调色板的位图，图像数据就是该像素颜色在调色板中
的索引值。
对于真彩色图像，
R、 G、 B 值。
对于2色位图，用1位就可以表示该像素的颜色（一般0表示黑，
1表示白），所以一个字节可以表示8个像素。
对于16色位图，用4位可以表示一个像素的颜色，所以一个字
break;
case 4: cout<<"16色图"<<endl;
break;
case 8: cout<<"256色图"<<endl;
break;
case 16: cout<<"64K图"<<endl;
break;
case 24: cout<<"16M真彩色图"<<endl; break;
case 32: cout<<"4G真彩色图"<<endl; break;
节可以表示2个像素。
对于256色位图，一个字节刚好可以表示1个像素。
对于24真彩色图，无调色板，图像数据中每3个字节表示一个
像素，每个字节表示一个RGB分量
BMP文件格式示例 1
256色图案，图像分辨率1104 * 784
图像数据从0436H开始。 256色调色板，有 256项；所占字节数：256*4=1024；
注：Windows 3.0以后，在系统中仍然存在DDB位图，象 BitBlt()函数就是基于DDB位图的，只不过如果你想将图像 以BMP格式保存到磁盘文件中时，微软极力推荐你以DIB格式 保存，目的是为了让Windows能够在任何类型的显示设备上 显示所存储的图象。
扩展名：BMP位图文件默认的文件扩展名是BMP或者bmp（有时 它也会以.DIB或.RLE作扩展名）。
//定义位图文件头
结构变量
BITMAPINFO BitmapInfo;
//定义位图信息结
构变量
FILE *fp=fopen(argv[1],"rb");
//打开命令行指定
的文件
if(fp==NULL){ cout<<"文件:"<<argv[1]<<"打开错误"<<endl; exit(1); }
fread(&BitmapFileHeader,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fp);