linux下位图结构解析（一）

深碍√TFBOYSˉ_ 2022-06-05 00:15 221阅读 0赞

# 目录 #

### 文章目录 ###

*  目录
 *  前言
 *  位图概述
 *  位图格式
 *  位图代码

# 前言 #

因为有获取视频帧来做色彩空间转换的需求，需要判断视频帧是否有问题，这时候就想用位图的方式，保存图片来检测视频帧是否正常，最简单的格式就是bmp图片，所以特地研究了下linux的位图格式。

# 位图概述 #

位图(Bitmap)是windows显示图片的基本格式。所有的图片格式，在windows平台最终都要转换成bmp才能进行显示。正是因为没有经过压缩，所以BMP图片占的容量会很大，所以才会有jpg,png等格式的图片吧！

> 一个完整的bmp位图文件，可以分为**文件信息头**，**位图信息头**和\*\*RGB颜色阵列三个部分。文件信息头主要包含“是否是BMP文件”，文件的大小等信息。而位图信息头则主要包含bmp文件的位图宽度，高度，位平面，通道数等信息。而RGB颜色阵列，里面才真正包含我们所需要的bmp位图的像素数据。bmp位图的颜色阵列部分，像素数据的存储是以左下角为原点，按照从左到右，从下到上的顺序,依次进行像素数据的存储。——[carson2005][]

就是说，数据阵列中的第一个字节表示位图左下角的像素，而最后一个字节表示位图右上角的像素。

# 位图格式 #

一个完整的bmp位图文件，可以分为文件信息头、位图信息头和RGB颜色阵列三部分。

1.  文件信息头

typedef struct  BitMapFileHeader
    {  
        //unsigned short    bfType;
    	unsigned long       bfSize;  
        unsigned short      bfReserved1;  
        unsigned short      bfReserved2;  
        unsigned long       bfOffBits;  
    } BitMapFileHeader_t;

1.  位图信息头

typedef struct BITMAPINFOHEADER
    {
        HI_U32		biSize;
        HI_U32      biWidth;
        HI_S32      biHeight;
        HI_U16      biPlanes;
        HI_U16      biBitCount;
        HI_U32      biCompression;
        HI_U32      biSizeImage;
        HI_U32      biXPelsPerMeter;
        HI_U32      biYPelsPerMeter;
        HI_U32      biClrUsed;
        HI_U32      biClrImportant;
    } BITMAPINFOHEADER_t;

1.  RGB颜色阵列

typedef struct RGBQUAD
    {
        HI_U8    rgbBlue;
        HI_U8    rgbGreen;
        HI_U8    rgbRed;
        HI_U8    rgbReserved;
    } RGBQUAD_t;

1.  自己定义的位图结构体

typedef struct  siPicInfo
    {  
        int width;  
        int height;  
        int bitCount;  
        unsigned char* imageData;  
    }siPicInfo_t;

# 位图代码 #

\------->siBmp.h

#ifndef _SIBMP_H_
    #define _SIBMP_H_
    
    #define siBMPMaxWidth 1920
    #define siBMPMaxHeight 1080
    #define siMaxChannels 3
    #define siBMPBufSize siBMPMaxWidth*siBMPMaxHeight*siMaxChannels 
    
    #endif

\------->siBmp.c

#include <stdio.h>
    #include "siBmp.h"
    static FILE* file = NULL;
    char siBmpBuf[BMP_BUF_SIZE];
    
    // 1.判断文件是否是位图
    int siIsBmp(char* filename)
    {
    	unsigned short bfType;
    	file = fopen(filename, "rb");
    	if (NULL == file)
    	{
    		printf("fopen error\n");
    		return-1;
    	}
    	fread(&bfType, sizeof(unsigned short), 1, file); 
    	if(bfType == 0x4D42)
    	{
    		printf("%s is a bmp file\n", filename);
    	}
    	else
    	{
    		printf("%s is not a bmp file\n", filename);
    	}
    }
    
    // 2. 输出位图信息
    int siShowBmpInfo(char* filename)
    {
    	unsigned short bfType;
    	BitMapFileHeader_t siBFileHeader;
    	BITMAPINFOHEADER_t siBInfoHeader;
    
    	file = fopen(filename, "rb");
    	if (NULL == file)
    	{
    		printf("fopen error\n");
    		return-1;
    	}
    	fread(&bfType, sizeof(unsigned short), 1, file); 
    	if(bfType == 0x4D42)
    	{
    		printf("%s is a bmp file\n", filename);
    	}
    	else
    	{
    		printf("%s is not a bmp file\n", filename);
    		return -1;
    	}
    	fread(&siBFileHeader, sizeof(BitMapFileHeader_t), 1, file);
    	#if 0
    	printf("bmp文件头信息：\n"); 
        printf("文件大小：%d \n", siBFileHeader.bfSize); 
        printf("保留字：%d \n", siBFileHeader.bfReserved1); 
        printf("保留字：%d \n", siBFileHeader.bfReserved2); 
        printf("位图数据偏移字节数：%d \n", siBFileHeader.bfOffBits);
    	#endif
    	fread(&siBInfoHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER_t), 1, file);  
    	#if 0
    	printf("bmp文件信息头\n"); 
    	printf("结构体长度：%d \n", siBFileHeader.biSize); 
        printf("位图宽度：%d \n", bmpInfoHeader.biWidth); 
        printf("位图高度：%d \n", bmpInfoHeader.biHeight); 
        printf("位图平面数：%d \n", bmpInfoHeader.biPlanes); 
        printf("颜色位数：%d \n", bmpInfoHeader.biBitCount); 
        printf("压缩方式：%d \n", bmpInfoHeader.biCompression); 
        printf("实际位图数据占用的字节数：%d \n", bmpInfoHeader.biSizeImage); 
        printf("X方向分辨率：%d \n", bmpInfoHeader.biXPelsPerMeter); 
        printf("Y方向分辨率：%d \n", bmpInfoHeader.biYPelsPerMeter); 
        printf("使用的颜色数：%d \n", bmpInfoHeader.biClrUsed); 
        printf("重要颜色数：%d \n", bmpInfoHeader.biClrImportant);   
    	#endif
    }
    
    // 3.位图数据读取显示
    // filename是输入型参数 pstPicInfo是输出型参数
    int siDisplayBmp(const char* filename, siPicInfo_t* pstPicInfo)
    {
    	unsigned short bfType;
    	BitMapFileHeader_t siBFileHeader;
    	BITMAPINFOHEADER_t siBInfoHeader;
    
    	file = fopen(filename, "rb");
    	if (NULL == file)
    	{
    		printf("fopen error\n");
    		return-1;
    	}
    	fread(&bfType, sizeof(unsigned short), 1, file); 
    	if(bfType == 0x4D42)
    	{
    		printf("%s is a bmp file\n", filename);
    	}
    	else
    	{
    		printf("%s is not a bmp file\n", filename);
    		return -1;
    	}
    	fread(&siBFileHeader, sizeof(BitMapFileHeader_t), 1, file);
    	#if 0
        printf("位图数据偏移字节数：%d \n", siBFileHeader.bfOffBits);
    	#endif
    	fread(&siBInfoHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER_t), 1, file);
    	/*
    	SEEK_SET 从距文件开头offset 位移量为新的读写位置
    	SEEK_CUR 以目前的读写位置往后增加offset 个位移量.
    	fseek(FILE *stream, 0, SEEK_SET);移动到文件头
    	*/	
    	fseek(file, siBFileHeader.bfOffBits, SEEK_SET);
    	fread(siBmpBuf, sizeof(siBmpBuf), 1, file);
    	
    	pstPicInfo->width = siBInfoHeader.biWidth;
    	pstPicInfo->height = siBInfoHeader.biHeight;
    	pstPicInfo->bitCount= siBInfoHeader.biHeight;
    	pstPicInfo->imageData = siBmpBuf;
    
    	return 0;
    }
    // 4.保存位图
    // filename为要保存的图片的名字，输入型参数
    // pstPicInfo是输入型参数
    int siSaveBmp(char* filename, siPicInfo_t* pstPicInfo)
    {
    	unsigned short bfType = 0x4d42;
    	int BmpSize = pstPicInfo->width*pstPicInfo->height*pstPicInfo->bitCount/8*sizeof(char);
    	BitMapFileHeader_t siBFileHeader;
    	BITMAPINFOHEADER_t siBInfoHeader;
    
    	FILE* file = fopen(filename, "wb");
    	if(!file)
    		return -1;
    	fwrite(&bfType, sizeof(bfType), 1, file);
    	
    	siBFileHeader.bfSize = BmpSize + sizeof(BitMapFileHeader_t ) + sizeof(BITMAPINFOHEADER_t ) + 2;
    	siBFileHeader.bfReserved1 = 0;
    	siBFileHeader.bfReserved2 = 0;
    	siBFileHeader.bfOffBits = 54;
    	fwrite(&siBFileHeader, sizeof(BitMapFileHeader_t), 1, file); 
    		
    	siBInfoHeader.biSize = 40;
    	siBInfoHeader.biWidth = pstPicInfo->width;
    	siBInfoHeader.biHeight = -pstPicInfo->height;		
    	siBInfoHeader.biPlanes = 1;			
    	siBInfoHeader.biBitCount = pstPicInfo->bitCount;		
    	siBInfoHeader.biCompression = 0;		
    	siBInfoHeader.biSizeImage = 0;		
    	siBInfoHeader.biXPelsPerMeter = 0;	
    	siBInfoHeader.biYPelsPerMeter = 0;	
    	siBInfoHeader.biClrUsed = 0;		// BMP图像使用的颜色,0表示使用全部颜色
    	siBInfoHeader.biClrImportant = 0;	// 所有颜色都重要
    	fwrite(&siBInfoHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER_t ), 1, file);
    	fwrite(pstPicInfo->imageData, BmpSize, 1, file);
    	fclose(file);
    }
    
    // 5.关闭bmp文件
    int siCloseBmp()
    {
    	fclose(file);
    	return 0;
    }

总结：因为是纯手打，所以可能内容中会有些错误，如果我的代码有幸被大家使用验证的话，能够留下错误信息，看到立马进行修改，谢谢！  
参考[链接][carson2005]

[carson2005]: http://www.linuxidc.com/Linux/2012-05/61456.htm