Windows API操作BMP图像(1)BMP图像格式简介

BMP（全称Bitmap）位图是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），使用范围非常广。DDB不具有自己的调色板信息，他的颜色模式必须与输出设备相一致。如：在256色以下地位图中存储的像素值是系统调色板的索引，其颜色依赖于系统调色板。由于DDB高度依赖输出设备，所以DDB只能存在于内存中，它要么在视频内存中，要么在系统内存中。DIB具有自己的调色板信息，他可以不依赖系统的调色板。由于他不依赖于设备，所以通常用它来保存文件，如.bmp格式的文件就是DIB。

BMP采用位映射存储格式，除了图像深度可选以外，一般不采用其他任何压缩，因此，BMP文件所占用的空间比较大。BMP文件的图像深度可选1比特（二值图像）、4比特、8比特、24比特（真彩色图像）和32比特（真彩色图像）。BMP文件存储数据时，图像的扫描方式是按从左到右、从下到上按行序存储的顺序。由于BMP文件格式是Windows环境中交换与图像有关的数据的一种标准，因此在Windows环境中运行的图像软件都支持BMP图像格式。而在图像处理中，由于内存处理图像时多采用BMP格式，因此掌握BMP格式图像格式对于理解数字图像处理技术有着很好的帮助，这里对其格式进行详细介绍。

如上所示，BMP图像文件由文件信息头、位图信息头、调色板信息和位图数据等几个部分组成。如果是24位或32位真彩色图像，则不包含调色板信息。

文件信息头结构体BITMAPFILEHEADER定义如下：

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {

WORD bfType; //文件类型，必须是0x4D42，也就是字符串”BM”

DWORD bfSize; //指定文件大小

WORD bfReserved1; //保留字，设为0

WORD bfReserved2; //保留字，设为0

DWORD bfOffBits; //从文件头到位图数据的偏移字节数

} BITMAPFILEHEADER;

其中结构体中bfOffBits成员的值为：sizeof(BITMAPFILEHEADER)+ sizeof(BITMAPINFOHEADER) + 调色板长度，定义为从文件头到实际位图数据的偏移字节；如果是真彩色图像，则 bfOffBits的值固定为54字节。

位图信息头BITMAPINFOHEADER定义如下：

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{

DWORD biSize; //BITMAPINFOHEADER结构体的长度，40个字节

LONG biWidth; //图像的宽度，单位是像素

LONG biHeight; //图像的高度，单位是像素

WORD biPlanes; //必须是1

WORD biBitCount; //颜色位数，如1，4，8，24

DWORD biCompression; //压缩类型，如BI_RGB,BI_RLE4

DWORD biSizeImage; //实际位图数据占用的字节数

LONG biXPelsPerMeter; //水平分辨率

LONG biYPelsPerMeter; //垂直分辨率

DWORD biClrUsed; //实际使用的颜色数

DWORD biClrImportant; //重要的颜色数

} BITMAPINFOHEADER；

位图信息头结构体各个成员补充解释如下表所示：

BITMAPINFOHEADER结构体各成员含义

调色板（color table）是索引图像所特有的。调色板大小与索引图像中的颜色数目相同，如单色图像、16色图像、256色图像所对应的调色板数目分别是2、16和256。调色板以4字节为单位，每4个字节存放一个颜色值，图像的数据是指向调色板的索引。

在早期的计算机中，显卡相对比较落后，不一定能保证显示所有颜色，所以在调色板中的颜色数据应尽可能将图像中主要的颜色按顺序排列在前面，位图信息头的biClrImportant字段指出了有多少种颜色是重要的。

每个调色板的大小为4字节，按蓝(B)、绿(G)、红(R)存储一个颜色值，BMP图像显示时按调色板中给出的值显示图像。BMP图像的调色板的结构体RGBQUAD如下：

typedef struct tagRGBQUAD {

BYTE rgbBlue; //蓝色分量值

BYTE rgbGreen; //绿色分量值

BYTE rgbRed; //红色分量值

BYTE rgbReserved; //保留值，总是为0

} RGBQUAD;

如果位图是单色、16色、256色或索引色，则紧跟着调色板的是位图数据，位图数据是指向调色板的索引序号。

如果位图是16位、24位和32位色，则图像文件中不保留调色板，即不存在调色板，图像的颜色直接在位图数据中给出。

16位图像使用2个字节保存颜色值，常见有两种格式：5位红5位绿5位蓝和5位红6位绿5位蓝，即555格式和565格式。555格式只使用了15位，最后一位保留，设为0。

24位图像使用3个字节保存颜色值，每一个字节代表一种颜色，按蓝、绿、红次序排列，即24位真彩色图像像素的存储顺序是BGR。

32位图像使用4个字节保存颜色值，每一个字节代表一种颜色，除了原来的蓝、绿、红，还有 Alpha通道，即透明度，所以32位图像的存储顺序是BGRA。

如果图像带有调色板，则位图数据可以根据需要选择压缩与不压缩，如果选择压缩，则根据BMP图像是16色或256色，采用RLE4或RLE8压缩算法压缩。