数字图像处理编程之一：熟悉BMP图像格式

我又在搞最令人头痛的编程了。这回是老刘的课题，老刘平时虽然没什么压力加给我，但是他给的任务，会让你自己感到压力，这就是我为什么头痛加累累累了。

APC项目（Automatic Passenger Counter Project），就是实现自动对客车上的乘客人数进行统计，（本例中的BMP图像是24位DIB图）利用视频采集、图像处理与模式识别技术来实现。初步有两个想法：一是灰度化，进行加阈值和二值化处理特征提取等手法进行；二是光流法。

我走其中一条路：光流法。由于乘客的运动，其实是三维的运动，用光流法未免有点冒险，但是，考虑到乘客在上下车时的运动二维运动占主要，以及实践性方面的因素。我还是接纳这种方法，其实，我务必这么做。老刘说的，因为。

我开始是用“VC++ 数字图像处理”上的一个与设备无关的BMP图像类进行编程，即是CDib类，没想到后面麻烦那么多。这个类其实是面向读取图像来处理，实现读取、操作和显示到设备上；但是对于创建Dib则没有处理。我只好另开途径了。当然，这需要我对BMP图像作一番了解。

经过我一段时间的了解加上我的个人编程体会，有下面这几点在图像处理上相当重要：

1.不论是用别人的CDib类还是自己创建CDib类，都要对BMP图像格式作一番了解；在了解BMP架构的同时，最好了解它的读取与存储机制。这些在实际的图像操作时，有很大帮助：如图像的读取与存储都是将BMP图像的数据通过VC机制上的文件功能（file）来实现的，那么BMP（具体到我这个课题是DIB图像）的结构就要作很大了解了。

2.构建自己的CDib类会更好些。一般地，这样更易于帮助实现特定的功能。其实，CDib类应该是一些通用功能，这样会有更强的移植性。在我这个实例中，用到图像的缩放，我是想集成到这个类中，而通过输入缩放参数来得到结果，并能实现存储。

3.转换成灵活的架构。在DIB图像中，是这样存放象素数据的：一个显示界面以二维方式表示的话是X*Y的矩形窗，在DIB数据中，一个象素可能就对应三个字节（24Bits），这样就要是说并非X*Y就是DIB文件存储区中实际像素的存储区。而是要作特殊处理，根据按行显示的方式来计算，这个存储区的“长”应该为RealWidth = (31 + X*24)/32*4。当然这里是针对24位图像来说的，如果是8位图像则将当中的24转成8即可。从而际的存储区大小为：RealWidth×Y（Bytes）。在操作时也要按这个矩阵来轮循处理。为了转换成灵活的架构，可以考虑将BMP中的一维指针的格式转成二维的格式，得出的结果是（针对24位图）Array[RealWidth][Y]，而每个Array中的元素对应是包含有三个Byte型的R、G、B的结构体，一个Byte则表示一个R或G或B的分量，这样应用起来比较方便。

4.整理方便的处理方式。我是这样进行的：将DIB图像分成二个块－－一是Lpbi表示位图的BITMAPINFOHEADER，另个就是LpDIBBits表示位图的象素数据。这是两个指针，通常定义成LPSTR，即是BYTE*。在实际运用时有时候要将Lpbi转成LPBITMAPINFOHEADER。因为两个DIB中内容的区别就体现在这两个块上，特别是在显示时，只要得到这两块数据就可以显示OK了，比如Lpbi中的DIB的长和宽，还有就是LpDIBBits中的象素数据了。而至于另外一块，BITMAPFILEHEADER只要在保存的时候，将正确数据写入File中就OK了。当然还有一个块不可忽略就是调色板，如果不是24位或32位图，那么在位图头信息中还要加处一个

Palattee。在我这个实例中不作考虑，没有调色板。

OK，下面有BMP图像格式的详细分析，来自一个网页：http://glaciersl.blog.hexun.com/1310303_d.html。

在编程过程中遇到几个有趣的问题：
第一是，在使用CString时，对中文字符串的处理上，使用.Left/.Right/.TrimLeft/.TrimRight并不好用，有时甚至不能截去相关字符。而使用.Delete则可以实现对中文字符串的删除。这估计是一个漏洞，其对英文和数字字符是可以有效实现的
第二是，LPSTR tlpDIBBits = viewdib.PicToDib(pic,mbi,lpDIBBits);这里其中的mbi是一个BITMAPINFOHEADER变量。而定义中有一个变量是引用型的：LPSTR WINAPI CDib::PicToDib(picture pic,BITMAPINFOHEADER &inbi,LPSTR lpDIBBits)。这样的调用可以有效的实现不用返回就在子程序中改变mbi的值。相当于一个子程序可以返回两个参数。
第三点，在图像的读取与显示时，我采用了头信息与像素信息、句柄参数两种方式进行读取或显示。

补充一点：在后来的实践中，我发学利用两个指针来处理DIB图并不是很方便，在编程时，传递的参数少会效率有很大的帮助。后来转换成一个指针，LpDIB用来指向DIB的信息头（注意不是文件头，文件头一般地都在保存和读取的时候用到，而在显示和算法处理时不用到所以Drop！）。这样在得到LpDIB时，可以同时得到BITMAPINFOHEADER的信息，得像素信息。同时，图像的长宽参数和位宽等都包含在这个指针的区间里了。还有一点就是如果算法中遇到有不断的要开辟内存空间的，要注意在适当的地方Delete掉。否则应用功能不强。