音视频数据处理（-1） BMP格式详解

BMP（全称Bitmap）是Windows操作系统中的标准图像文件格式，可以分成两类：设备相关位图（DDB）和设备无关位图（DIB），使用非常广。它采用位映射存储格式，除了图像深度可选以外，不采用其他任何压缩，因此，BMP文件所占用的空间很大。BMP文件的图像深度可选lbit、4bit、8bit及24bit。BMP文件存储数据时，图像的扫描方式是按从左到右、从下到上的顺序。由于BMP文件格式是Windows环境中交换与图有关的数据的一种标准，因此在Windows环境中运行的图形图像软件都支持BMP图像格式。

典型的BMP图像文件由四部分组成：

1：位图头文件数据结构，它包含BMP图像文件的类型、显示内容等信息；

2：位图信息数据结构，它包含有BMP图像的宽、高、压缩方法，以及定义颜色等信息；

3：调色板，这个部分是可选的，有些位图需要调色板，有些位图，比如真彩色图（24位的BMP）就不需要调色板；

4：位图数据，这部分的内容根据BMP位图使用的位数不同而不同，在24位图中直接使用RGB，而其他的小于24位的使用调色板中颜色索引值。

BMP文件头（14字节）

BMP文件头数据结构含有BMP文件的类型、文件大小和位图起始位置等信息。

其结构定义如下：

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typedef struct tagBITMAPFILEHEADER

{

    WORD bfType;//位图文件的类型，必须为BM(1-2字节）

    DWORD bfSize;//位图文件的大小，以字节为单位（3-6字节，低位在前）

    WORD bfReserved1;//位图文件保留字，必须为0(7-8字节）

    WORD bfReserved2;//位图文件保留字，必须为0(9-10字节）

    DWORD bfOffBits;//位图数据的起始位置，以相对于位图（11-14字节，低位在前）

    //文件头的偏移量表示，以字节为单位

}BITMAPFILEHEADER;

位图信息头（40字节）

BMP位图信息头数据用于说明位图的尺寸等信息。

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typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{

DWORD biSize;//本结构所占用字节数（15-18字节）

LONG biWidth;//位图的宽度，以像素为单位（19-22字节）

LONG biHeight;//位图的高度，以像素为单位（23-26字节）

WORD biPlanes;//目标设备的级别，必须为1(27-28字节）

WORD biBitCount;//每个像素所需的位数，必须是1（双色），（29-30字节）

//4(16色），8(256色）16(高彩色)或24（真彩色）之一

DWORD biCompression;//位图压缩类型，必须是0（不压缩），（31-34字节）

//1(BI_RLE8压缩类型）或2(BI_RLE4压缩类型）之一

DWORD biSizeImage;//位图的大小(其中包含了为了补齐行数是4的倍数而添加的空字节)，以字节为单位（35-38字节）

LONG biXPelsPerMeter;//位图水平分辨率，每米像素数（39-42字节）

LONG biYPelsPerMeter;//位图垂直分辨率，每米像素数（43-46字节)

DWORD biClrUsed;//位图实际使用的颜色表中的颜色数（47-50字节）

DWORD biClrImportant;//位图显示过程中重要的颜色数（51-54字节）

}BITMAPINFOHEADER;

颜色表

颜色表用于说明位图中的颜色，它有若干个表项，每一个表项是一个RGBQUAD类型的结构，定义一种颜色。RGBQUAD结构的定义如下：

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typedef struct tagRGBQUAD{

BYTE rgbBlue;//蓝色的亮度（值范围为0-255)

BYTE rgbGreen;//绿色的亮度（值范围为0-255)

BYTE rgbRed;//红色的亮度（值范围为0-255)

BYTE rgbReserved;//保留，必须为0

}RGBQUAD;

颜色表中RGBQUAD结构数据的个数有biBitCount来确定：

当biBitCount=1,4,8时，分别有2,16,256个表项；

当biBitCount=24时，没有颜色表项。

位图信息头和颜色表组成位图信息，BITMAPINFO结构定义如下：

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typedef struct tagBITMAPINFO{

BITMAPINFOHEADER bmiHeader;//位图信息头

RGBQUAD bmiColors[1];//颜色表

}BITMAPINFO;

位图数据

位图数据记录了位图的每一个像素值，记录顺序是在扫描行内是从左到右，扫描行之间是从下到上。位图的一个像素值所占的字节数：

当biBitCount=1时，8个像素占1个字节；

当biBitCount=4时，2个像素占1个字节；

当biBitCount=8时，1个像素占1个字节；

当biBitCount=24时，1个像素占3个字节,按顺序分别为B,G,R；

Windows规定一个扫描行所占的字节数必须是4的倍数（即以long为单位），不足的以0填充，

biSizeImage = ((((bi.biWidth * bi.biBitCount) + 31) & ~31) / 8) * bi.biHeight;  // 将大小调整为4字节的倍数

具体数据举例：

如某BMP文件开头：

4D42 46900000 0000 0000 4600 0000 2800 0000 8000 0000 9000 0000 0100*1000 0300 0000 0090 0000 A00F 0000 A00F0000 0000 00000000 0000*00F8 E007 1F00 0000*02F1 84F1 04F1 84F1 84F1 06F2 84F1 06F2 04F2 86F2 06F2 86F2 86F2 .... ....