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ffmpeg源码分析--16.bmp格式分析及raw与bmp的相互转换

分类： LINUX

2016-06-22 18:58:16

1.关于bmp的头
1.1 bmp头由两部分组成
包含14个字节的BITMAPFILEHEADER及40个字节的BITMAPINFOHEADER

1.2 以下两个表引自 《BMP 头文件格式》
http://blog.csdn.net/searchsun/article/details/4787472
BITMAPFILEHEADER:

bfType

说明文件的类型，该值必需是0x4D42，也就是字符'BM'。

bfSize

说明该位图文件的大小，用字节为单位

bfReserved1

保留，必须设置为0

bfReserved2

保留，必须设置为0

bfOffBits

说明从文件头开始到实际的图象数据之间的字节的偏移量。这个参数是非常有用的，因为位图信息头和调色板的长度会根据不同情况而变化，所以你可以用这个偏移值迅速的从文件中读取到位数据。


BITMAPINFOHEADER:

biSize

说明BITMAPINFOHEADER结构所需要的字数。

biWidth

说明图象的宽度，以象素为单位。

biHeight

说明图象的高度，以象素为单位。注：这个值除了用于描述图像的高度之外，它还有另一个用处，就是指明该图像是倒向的位图，还是正向的位图。如果该值是一个正数，说明图像是倒向的，如果该值是一个负数，则说明图像是正向的。大多数的BMP文件都是倒向的位图，也就是时，高度值是一个正数。

biPlanes

为目标设备说明位面数，其值将总是被设为1。

biBitCount

说明比特数/象素，其值为1、4、8、16、24、或32。但是由于我们平时用到的图像绝大部分是24位和32位的，所以我们讨论这两类图像。

biCompression

说明图象数据压缩的类型，同样我们只讨论没有压缩的类型：BI_RGB。

biSizeImage

说明图象的大小，以字节为单位。当用BI_RGB格式时，可设置为0。

biXPelsPerMeter

说明水平分辨率，用象素/米表示。

biYPelsPerMeter

说明垂直分辨率，用象素/米表示。

biClrUsed

说明位图实际使用的彩色表中的颜色索引数（设为0的话，则说明使用所有调色板项）。

biClrImportant

说明对图象显示有重要影响的颜色索引的数目，如果是0，表示都重要。


1.3 bmp的header分析
以下是从一张240 x 320 x 32用二进制分析出来的
  1. 0000000: 424d 36b0 0400 0000 0000 3600 0000 2800 BM6.......6...(.
  2. 0000010: 0000 f000 0000 4001 0000 0100 2000 0000 ......@..... ...
  3. 0000020: 0000 00b0 0400 0000 0000 0000 0000 0000 ................
  4. 0000030: 0000 0000 0000                          ......

  6. 14个字节的BITMAPFILEHEADER：
  7. bfType   2B--> 424d即文件的类型，该值必需是0x4D42，也就是字符'BM'
  8. bfSize   4B--> 36b0 0400 --> 0x0004b036即文件的大小是307254字节=240*320*4+14+40
  9. bfResv   2B--> 0000 -->必须设置为0
  10. bfResv   2B--> 0000 -->必须设置为0
  11. bfOffset 4B--> 3600 0000 -->0x36=54即从文件头开始到实际的图象数据之间的字节的偏移量是54=14+40

  13. 40个字节的BITMAPINFOHEADER:
  14. biSize          4B-->2800 0000 -->0x28--> 40即BITMAPINFOHEADER结构所需要的字数是40
  15. biWidth         4B-->f000 0000 -->0xf0即图像的宽度是0xf0=240象素
  16. biHeight        4B-->4001 0000 -->0x0140即图像的高度是0x140=320象素
  17. biPlanes        2B-->0100      -->为目标设备说明位面数，其值将总是被设为1。
  18. biBitCount      2B-->2000      -->比特数/象素,即32bit一个象素
  19. biCompres       4B-->0000 0000 -->0代表没有压缩
  20. biSizeImage     4B-->00b0 0400 -->0x0004b000=307200-->图像中的数据大小，即去掉头之后的图像数据大小
  21. biXPelsPerMeter 4B-->0000 0000 -->水平分辨率，用象素/米表示
  22. biYPelsPerMeter 4B-->0000 0000 -->垂直分辨率，用象素/米表示
  23. biClrUsed       4B-->0000 0000 -->说明位图实际使用的彩色表中的颜色索引数（设为0的话，则说明使用所有调色板项）。
  24. biClrImportant  4B-->0000 0000 -->说明对图象显示有重要影响的颜色索引的数目，如果是0，表示都重要。

知道这些内容了就可以把一个raw的数据写成bmp格式的图像文件
注意: BMP存储的图像数据是--> 从左下角的像素开始 到最后的右上角像素
二.rgb的raw图像与bmp之间的相互转化
2.1 将rgb的raw图像转为bmp
原先只是以为加个bmp头就可以了，没想到里面还有小细节需要注意的:
  1. #include <stdio.h>
  2. #include <stdlib.h>
  3. #include <math.h>
  4. #pragma pack(1)                           //结构体要按字节对齐
  5. typedef struct __BITMAPFILEHEADER__
  6. {
  7.     u_int16_t bfType;
  8.     u_int32_t bfSize;
  9.     u_int16_t bfReserved1;
  10.     u_int16_t bfReserved2;
  11.     u_int32_t bfOffBits;
  12. }BITMAPFILEHEADER;

  14. typedef struct __BITMAPINFOHEADER
  15. {
  16.     u_int32_t biSize;
  17.     u_int32_t biWidth;
  18.     u_int32_t biHeight;
  19.     u_int16_t biPlanes;
  20.     u_int16_t biBitCount;
  21.     u_int32_t biCompression;
  22.     u_int32_t biSizeImage;
  23.     u_int32_t biXPelsPerMeter;
  24.     u_int32_t biYPelsPerMeter;
  25.     u_int32_t biClrUsed;
  26.     u_int32_t biClrImportant;
  27. }BITMAPINFOHEADER;

  29. #define BYTE_PER_PIX 3
  30. int create_bmp_header(BITMAPFILEHEADER* bmphead, BITMAPINFOHEADER* infohead, int w, int h)
  31. {
  32.     bmphead->bfType = 0x4D42; //must be 0x4D42='BM'
  33.     bmphead->bfSize= w*h*BYTE_PER_PIX+14+40;
  34.     bmphead->bfReserved1= 0x00;
  35.     bmphead->bfReserved2= 0x00;
  36.     bmphead->bfOffBits = 14+40;

  38.     infohead->biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
  39.     infohead->biWidth = w;
  40.     infohead->biHeight = -h;    //特别注意：引自参考文章"BMP图片从最后一个点开始扫描，显示时图片是倒着的，所以用-height，这样图片就正了"
  41.     infohead->biPlanes = 1;
  42.     infohead->biBitCount = BYTE_PER_PIX*8;
  43.     infohead->biCompression= 0;
  44.     infohead->biSizeImage= w*h*BYTE_PER_PIX;//640 * 480 * 3;
  45.     infohead->biXPelsPerMeter= 0x0;
  46.     infohead->biYPelsPerMeter= 0x0;
  47.     infohead->biClrUsed = 0;
  48.     infohead->biClrImportant = 0;
  49.     return 0;
  50. }

  52. int main ( int argc, char *argv[] )
  53. {
  54.     char* pbuf=NULL;
  55.     char* pRGBbuf=NULL;
  56.     int w = 640;
  57.     int h = 480;
  58.     char raw_file[] = "./640_480.raw";
  59.     char bmp_file[] = "./out.bmp";
  60.     FILE * raw_fp = NULL;
  61.     FILE * bmp_fp = NULL;
  62.     int i;
  63.     char t_ch;

  65.     BITMAPFILEHEADER bmphead;
  66.     BITMAPINFOHEADER infohead;
  67.     
  68.     pbuf = (char*)malloc(w*h*BYTE_PER_PIX*sizeof(char));
  69.     pRGBbuf = (char*)malloc(w*h*BYTE_PER_PIX*4*sizeof(char));

  71.     printf("sizeof(header)=%d\n",sizeof(bmphead));
  72.     printf("sizeof(info)=%d\n",sizeof(infohead));
  73.     //prepare for bmp write
  74.     if (NULL == (raw_fp = fopen(raw_file,"rb")))
  75.     {
  76.         printf("error: %s not found\n",raw_file);
  77.         return -1;
  78.     }

  80.     if (NULL == (bmp_fp = fopen(bmp_file,"wb")))
  81.     {
  82.         printf("error: %s not found\n",bmp_file);
  83.         return -1;
  84.     }

  86.     create_bmp_header(&bmphead, &infohead, w, h);
  87.     fwrite(&bmphead, 14, 1, bmp_fp);
  88.     fwrite(&infohead, 40, 1, bmp_fp);
  89.     
  90.     fread(pbuf, w*h*BYTE_PER_PIX, 1, raw_fp);
  91.     for(i=0; i<w*h*BYTE_PER_PIX; i+=BYTE_PER_PIX)  //特别注意，这儿的BGR转RGB
  92.     {
  93.         t_ch = pbuf[i];
  94.         pbuf[i] = pbuf[i+2];
  95.         pbuf[i+2] = t_ch;
  96.     }
  97.     fwrite(pbuf, w*h*BYTE_PER_PIX, 1, bmp_fp);

  99.     free(pbuf);
  100.     fclose(raw_fp);
  101.     fclose(bmp_fp);
  102.     printf("over\n");
  103.     return EXIT_SUCCESS;
  104. }

2.3 将bmp转为raw图像
  1. #include <stdio.h>
  2. #include <stdlib.h>
  3. #include <string.h>
  4. #include <math.h>
  5. #pragma pack(1)
  6. typedef struct __BITMAPFILEHEADER__
  7. {
  8.     u_int16_t bfType;
  9.     u_int32_t bfSize;
  10.     u_int16_t bfReserved1;
  11.     u_int16_t bfReserved2;
  12.     u_int32_t bfOffBits;
  13. }BITMAPFILEHEADER;

  15. typedef struct __BITMAPINFOHEADER
  16. {
  17.     u_int32_t biSize;
  18.     u_int32_t biWidth;
  19.     u_int32_t biHeight;
  20.     u_int16_t biPlanes;
  21.     u_int16_t biBitCount;
  22.     u_int32_t biCompression;
  23.     u_int32_t biSizeImage;
  24.     u_int32_t biXPelsPerMeter;
  25.     u_int32_t biYPelsPerMeter;
  26.     u_int32_t biClrUsed;
  27.     u_int32_t biClrImportant;
  28. }BITMAPINFOHEADER;

  30. int translate_bmp2raw(FILE* raw_fp, FILE* bmp_fp)
  31. {
  32.     int i, len;
  33.     int w, h, bpp; //bpp-->byte_per_pix
  34.     char* p_temp = NULL;
  35.     BITMAPFILEHEADER bmphead;
  36.     BITMAPINFOHEADER infohead;

  38.     if( (NULL==raw_fp) || (NULL==bmp_fp))
  39.         return -1;
  40.     len = sizeof(bmphead)+sizeof(infohead);
  41.     printf("len=%d\n",len);
  42.     p_temp = (char*)malloc(len*sizeof(char));
  43.     if(p_temp == NULL)
  44.     {
  45.         printf("malloc error\n");
  46.         return -1;
  47.     }
  48.     fread(p_temp, len, 1, bmp_fp);
  49.     memcpy(&bmphead, p_temp, sizeof(bmphead));
  50.     memcpy(&infohead, p_temp+sizeof(bmphead), sizeof(infohead));
  51.     if(bmphead.bfType != 0x4D42) //must be 0x4D42='BM'
  52.     {
  53.         printf("not a bmp file\n");
  54.         return -1;
  55.     }
  56.     if(infohead.biBitCount < 24)
  57.     {
  58.         printf("error: now bitCount=%d < 24bit\n", infohead.biBitCount);
  59.         return -1;
  60.     }
  61.     free(p_temp);
  62.     w = infohead.biWidth;
  63.     h = infohead.biHeight;
  64.     bpp = infohead.biBitCount/8;
  65.     printf("w=%d,h=%d,bitcount=%d\n", w, h, bpp);
  66.     p_temp = (char*)malloc(w*h*bpp);
  67.     if(p_temp == NULL)
  68.     {
  69.         printf("malloc w*h*bpp error\n");
  70.         return -1;
  71.     }
  72.     fread(p_temp, w*h*bpp, 1, bmp_fp);
  73.     fwrite(p_temp, w*h*bpp, 1, raw_fp);
  74.     free(p_temp);
  75.     return 0;
  76. }

  78. int main ( int argc, char *argv[] )
  79. {
  80.     char* pbuf=NULL;
  81.     char bmp_file[] = "./240_320.bmp";
  82.     char raw_file[] = "./240_320.yuv";
  83.     FILE * raw_fp = NULL;
  84.     FILE * bmp_fp = NULL;

  86.     if (NULL == (bmp_fp = fopen(bmp_file,"rb")))
  87.     {
  88.         printf("error: %s not found\n",bmp_file);
  89.         return -1;
  90.     }

  92.     if (NULL == (raw_fp = fopen(raw_file,"wb")))
  93.     {
  94.         printf("error: %s not found\n",raw_file);
  95.         return -1;
  96.     }
  97.     
  98.     translate_bmp2raw(raw_fp, bmp_fp);

  100.     fclose(raw_fp);
  101.     fclose(bmp_fp);
  102.     printf("over\n");
  103.     return EXIT_SUCCESS;
  104. }

注意1：刚开始生成的bmp里面图像都是倒着的，参考下面的文章
《将rgb图像数据保存为BMP格式图片的方法》
http://blog.csdn.net/chyxwzn/article/details/8443883
才知道BMP图片从最后一个点开始扫描，显示时图片是倒着的，所以用-height，这样图片就正了  
注意2：刚开始生成的bmp里面图像BRG转一下RGB才能正常显示
所以需要加一个转换RB转换
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