BMP文件格式的解析和保存

 

  BMP是英文Bitmap（位图）的简写，它是Windows操作系统中的标准图像文件格式，能够被多种Windows应用程序所支持。因为几乎不进行压缩，所以BMP格式是最简单的通用格式之一。

  本篇文章主要介绍BMP文件的格式规范，解析及其保存。

 

 

   BMP文件结构（本段代码由小组成员卿雯童鞋呈现）

  位图文件可看成由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）和定义位图的字节(位图数据，即图像数据，Data Bits 或Data Body)阵列，它具有如下所示的形式。

 

位图文件头 (bitmap-file header) BITMAPFILEHEADER bmfh

/**
	 * bitmap-file header(14 byte)
	 * 
	 */
	class BITMAPFILEHEADER {
		short bfType;// the type of BMP file,value of 'B' or 'M' only.(1-2 byte)
		int bfSize;// the size of BMP file.(3-6 byte)
		short bfReserved1;// reserved word of bmp file,value of 0 only.(7-8 byte)
		short bfReserved2;// reserved word of bmp file,value of 0 only.(9-10byte)
		int bfOffBits;// the offset of file header(11-14 byte)
	}

 

 

 

位图信息头 (bitmap-information header) BITMAPINFOHEADER bmih

/**
	 * bitmap-information header(40 byte)
	 * 
	 */
	class BITMAPINFOHEADER {
		int biSize;// the size of this part.(15-18 byte)
		int biWidth;// the width of bmp file.(19-22 byte)
		int biHeight;// the height of bmp file.(23-26 byte)
		byte biPlanes;// the rank of target device.value of q only(27-28 byte)
		byte biBitCount;// the bit of per pixel,value of 1,4 8 or 24 only.(29-30byte)
		int biCompression;// the type of compression,value of 0(BI_RGB)(non-compression),1(BI_RLE8) or 2(BI_RLE4) only.(31-34 byte)
		int biSizeImage;// the size of image.(35-38 byte)
		int biXPelsPerMeter;// horizontal resolution， Pixels per meter.(39-42 byte)
		int biYPelsPerMeter;// vertical resolution,Pixels per meter.(43-46 byte)
		int biClrUsed;// the number of all used color.(47-50 byte)
		int biClrImportant;// the number of key color.(51-54 byte)
	}

彩色表　 (color table) RGBQUAD aColors[]

	/**
	 * color table
	 * 
	 */
	class RGBQUAD {
		byte rgbRed;// the red channel
		byte rgbGreen;// the Green channel
		byte rgbBlue;// the blue channel
		byte rgbReserved;// reserved,value of 0 only
	}

 

图象数据阵列字节 BYTE aBitmapBits[]

/**
	 * Data Bits
	 * 
	 */
	class BITMAPINFO {
		BITMAPINFOHEADER bmiHeader;
		RGBQUAD bmiColors;

	}

 

BMP文件解析（本段代码由小组成员阳超群童鞋呈现）

要点：先读取位图文件头的信息（14 byte）

然后读取位图信息头为的信息（40 byte）

注意:此段要获取信息头的2个重要的参数，位图的宽度和高度

最后读取位图的图像信息。

其中要注意数据类型的匹配。

 

读取位图文件头和信息头

	/**
	 * read the image from the bitmap file
	 * 
	 * @param path
	 *            the path of bitmap file
	 * @throws IOException
	 */
	public void readBMP(String path) throws IOException {
		// creat a FileInputStream object;
		fis = new java.io.FileInputStream(path);
		// creat a DataInputStream object;
		dins = new java.io.DataInputStream(fis);

		// read the bitmap loader of bitmap file
		int bmploaderLen = 14;
		byte[] bmploader = new byte[bmploaderLen];
		dins.read(bmploader, 0, bmploaderLen);

		// read the info header of bitmap file
		int bmpheaderLen = 40;
		byte[] bmpheader = new byte[bmpheaderLen];
		dins.read(bmpheader, 0, bmpheaderLen);

		biWidth = convert2Int(bmpheader, 7);
		biHeight = convert2Int(bmpheader, 11);

	}

将byte数组转换为int类型的数据

/**
	 * 4 byte convert to 1 int
	 * @param bytes the source byte array
	 * @return the converted int
	 */
	private int convert2Int(byte[] bytes, int index) {
		return (((int) bytes[index] & 0xff) << 24)
				| (((int) bytes[index - 1] & 0xff) << 16)
				| (((int) bytes[index - 2] & 0xff) << 8)
				| ((int) bytes[index - 3] & 0xff);
	}

计算补零的长度

// calculate the length of zero-padding
		if (!(biHeight * 3 % 4 == 0)) {
			skip_width = 4 - biWidth * 3 % 4;
		}

 

读取RGB信息

for (int h = biHeight - 1; h >= 0; h--) {
			for (int w = 0; w < biWidth; w++) {
				// 分别按照协议顺序读出字节
				int blue = dins.read();
				int green = dins.read();
				int red = dins.read();
				// 由于颜色值范围超出byte正值范围，可能存储为负值，进行位运算
				int blue_temp = (blue & 0xff);
				int green_temp = (green & 0xff);
				int red_temp = (red & 0xff);
				imageB[h][w] = blue_temp;
				imageG[h][w] = green_temp;
				imageR[h][w] = red_temp;

				// zero-padding
				if (w == 0) {
					byte bytes[] = new byte[skip_width];
					dins.read(bytes);
				}
			}
		}
		dins.close();
		fis.close();

	}

 

绘出位图图像

    /**
	 * paint the image on the frame
	 */
	public void paint(Graphics g) {
		super.paint(g);
		// g = this.getGraphics();
		for (int h = 0; h < biHeight; h++) {
			for (int w = 0; w < biWidth; w++) {
				g.setColor(new Color(imageR[h][w], imageG[h][w], imageB[h][w]));
				g.fillRect(w, h, 1, 1);
			}
		}
	}

 

BMP文件的保存（本段代码有小组成员曹睿超童鞋呈现）

要点：按BMP文件结构依次写入位图文件头，位图信息图，RGB颜色表，和图象数据阵列字节 

注意：数据类型的匹配。

/**
	 * 写入bmp文件
	 * @param image
	 * @param file
	 */
	public void writeBMP(BufferedImage image, File file) {

		try {
			// 创建输入流
			FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
			DataOutputStream dos = new DataOutputStream(fos);
			
			
			//位图文件类型，2个字节，必须为'B'和'M'
			dos.writeByte((int)'B');
			dos.writeByte((int)'M');
			
			
			
			//BMP头文件
			biWidth = image.getWidth();
			biHeight = image.getHeight();
			
			//位图文件大小，4个字节
			int skip_width = 0;
			//一个扫描行所占的字节数必须为4的倍数，不足的补上0
			if(skip_width * 3 % 4 != 0)
				skip_width = 4 - skip_width * 3 % 4;
			
			//得到文件的大小
			bfSize = 54 + (biWidth + skip_width) * 3 * biHeight;
			dos.write(changeIntToByte(bfSize, 4) , 0, 4);
			
			//起始位置4个字节
			dos.write(changeIntToByte(bfReserved1, 2), 0, 2);
			dos.write(changeIntToByte(bfReserved2, 2), 0, 2);
			
			//写入位图文件的起始位置
			dos.write(changeIntToByte(bfOffBits, 4), 0, 4);
			
			//位图信息图
			biSize = (biWidth + skip_width) * 3 * biHeight;
			dos.write(changeIntToByte(biSize, 4), 0, 4);
			
			//宽度，高度
			dos.write(changeIntToByte(biWidth, 4), 0, 4);
			dos.write(changeIntToByte(biHeight, 4), 0, 4);
			
			//目标设备
			dos.write(changeIntToByte(biPlanes, 2), 0, 2);
			
			//像素所需位数，24
			biBitCount = 24;
			dos.write(changeIntToByte(biBitCount, 2), 0 ,2);
			
			//压缩类型
			dos.write(changeIntToByte(biCompression, 4), 0 ,4);
			
			//位图大小
			dos.write(changeIntToByte(biSizeImage,  4), 0, 4);
			
			//写入水平，垂直分辨率(150ppm)
			dos.write(changeIntToByte(biXPelsPreMeter, 4), 0, 4);
			dos.write(changeIntToByte(biYPelsPreMeter, 4), 0, 4);
			
			//写入位图中实际使用的颜色表的颜色数
			dos.write(changeIntToByte(biClrUsed, 4), 0, 4);
			
			//写入重要的颜色
			dos.write(changeIntToByte(biClrImportant, 4), 0, 4);
			
			//位图数据
			int color [][] = new int [biWidth][biHeight];
			byte colorR[][] = new byte [biWidth][biHeight];
			byte colorG[][] = new byte [biWidth][biHeight];
			byte colorB[][] = new byte [biWidth][biHeight];
			
			for(int i = 0;i < biHeight;i ++) {
				for(int j = 0;j < biWidth;j ++) {
					int temp = image.getRGB(j, i);
					color[i][j] = temp;
					colorR[i][j] = (byte)(temp >> 16);
					colorG[i][j] = (byte)(temp >> 8);
					colorB[i][j] = (byte)(temp >> 0);
				}
			}
			
			for(int i = biHeight - 1;i >= 0;i ++) {
				for(int j = biWidth - 1;j >= 0;j --){
					dos.write(colorB[i][j]);
					dos.write(colorG[i][j]);
					dos.write(colorR[i][j]);
					
					if(skip_width != 0 && j == 0)
						dos.write(changeIntToByte(0, skip_width), 0, skip_width);
					
				}
			}
			fos.flush();
			fos.close();
			dos.flush();
			dos.close();
			
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

 

将int类型转换为Byte数组

         /**
	 * 将int类型转换为byte数组
	 * @param num int类型的对象
	 * @param size 数组的长度
	 * @return byte类型数组
	 */
	private byte[] changeIntToByte(int num, int size) {
		
		//定义一个byte类型数组
		byte[] count = new byte[size];
		
		//循环进行位运算
		for(int i = 0;i < size;i ++) {
			count[i] = (byte) (num >> (i * 8));
		}
		
		return count;
	}

 

 

评论

1 楼 刘凯宁 2013-10-07