《数字图像处理基础》学习02-BMP位图文件
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一，BMP文件组成
二，使用ultra edit软件查看图像结构
1，ultra edit软件的下载和安装
2，ultra edit打开图像
三，使用matlab显示RGB图像
在之前的文章学习到，计算机只能处理数字图像，因此，这篇文章我接着学习数字图像的位图文件结构。
一，BMP文件组成
BMP文件由四部分组成：
- 位图文件头
所存的内容如下：typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {WORD bfType; // 字节 'BM'DWORD bfSize; // 文件大小，表示文件的总字节数WORD bfReserved; // 保留字，一般设为标准值0WORD bfReserved; // 保留字，一般设为标准值0DWORD bfOffBits;// 位图数据的起始位置（位图数据距文件头的偏移量） }BITMAPFILEHEADER; - 位图信息头
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER {DWORD biSize; // 本结构大小的字节数 LONG biWidth; // 图像的宽，单位为像素点 LONG biHeight;// 图像的高，单位为像素点WORD biPlanes; // 位平面数，一般设为标准值1即可 WORD biBitCount;// 每个像素所需的位数，单色位图一个像素占一位，灰度图和伪彩色图8位，真彩色24位 DWORD biCompression; // 位图压缩类型，对于bmp来说，一般不压缩，设为标准值0DWORD biSizeImage; // 位图大小，以字节为单位 LONG biXPelsPerMeter; // 指定目标设备的水平分辨率。设为标准值0 LONG biYPelsPerMeter;// 指定目标设备的垂直分辨率。设为标准值0 DWORD biClrUsed; //颜色数。设为标准值0 DWORD biClrImportant;// 重要的颜色数。设为标准值0 }BITMAPINFOHEADER;
- 调色板
typedef struct tagRGBQUAD {BYTE rgbBlue; // 蓝色 BYTE rgbGreen; // 绿色 BYTE rgbRed; // 红色 BYTE rgbReserved; // 保留的字节，设为标准值0 }RGBQUAD; - 位图数据
typedef struct tagBITMAPINFO {BITMAPINFOHEEADER bmiHeader;RGBQUAD bmicolors[1]; // 颜色表 }BITMAPINFO;如果有颜色表的话，数据值就是颜色表的索引号。
小知识：word类型占2个字节，dword（double word）类型占4个字节，long类型占4个字节。
之所以要了解BMP文件的组成结构，不仅是因为在软件开发上，要用这几个变量存储位图数据，而且也是为了能够分析图像的数据。
接下来就开始分析图像的数据。
位图文件常见的格式有：
- jpeg（或 jpg）：全称 joint photographic experts group 联合图像专家组
- gif：全称 graphics interchange format 图像互换格式
可以看到，gif 格式常用于表情包、视频截取。 - bmp：全称 bit map 位图
- tiff：全称 tag image format file 标签图像文件格式
二，使用ultra edit软件查看图像结构
在处理图像时，或多或少会用到一个软件：ultra edit。因为ultra edit 软件可以将打开的文件所对应的ASCII码输出，很大程度上有助于分析图像的数据。 软件下载及安装如下↓
1，ultra edit软件的下载和安装
对应软件到夸克网盘链接下载：https://pan.quark.cn/s/de62f2f5b1f6
下载之后是个压缩包，
将压缩文件剪切到空间比较大的磁盘（或者是解压到习惯将软件下载的盘符下）并创建一个有“ultra edit”这两个关键字的文件夹名，之后在创建的文件夹里面解压压缩包。
之后两步走：
- 运行exe可执行文件，没什么注意的，就是软件的安装路径需要需改，以及最后不要勾选任何选项。
- 之后，使用管理员身份运行bat文件，如果显示如下信息：
The customized UE directory is F:\APP\UE_27_x64\The environment is initialized !已复制 1 个文件。*********************** Step A rps_UE has been done ! ************************Item A has been added !Item B has been added !*********************** Step B has been done ! ***********************IP1 has been added!IP2 has been added!IP3 has been added!IP4 has been added!IP5 has been added!Strategy has been applied !*********************** Step C has been done ! ***********************----------------------- 注册环境成功！请按任意键退出！------------------------则表示ultra edit软件安装成功。接着打开ultra edit软件并打开图像查看图像数据信息👇
2，ultra edit打开图像
之后就会输出如下信息 （图像文件的数据分布情况）↓ 
可以看到，包含内容的图像文件数据很多，因此，建议用画笔软件新建一张只有一个像素的24位位图（一个像素的位图用ultra edit软件打开只看到文件头部分），打开画笔软件👉
接着鼠标左键点击“文件”→选择“属性”，如右图所示
在弹出的界面里面修改宽和高，都设置为1，表示图像的大小只有1×1。
修改之后保存成24位位图的格式 ↓
最后再用ultra edit软件打开只有一个像素的24位位图，显示的数据如下↓
结合之前的位图文件头结构：
- 前两个字节是字节‘BM’，
- 后四个字节是整个文件大小，
- 接着后四个字节是保留字，
- 最后四个字节是偏移量
其中需要注意的有两个地方：
- 3A 00 00 00：这四个字节是整个文件（或数据区）的大小，由于是从低位到高位排列（低位在前，高位在后），因此需要将“3A 00 00 00”倒过来写，变成“00 00 00 3A ”
- 36 00 00 00：位图数据距文件头的偏移量，和文件大小一样，也是从低位到高位排列（低位在前，高位在后），因此需要将“36 00 00 00”倒过来写，变成“00 00 00 36 ”。
之后的40个字节就是BITMAPINFOHEADER的结构：
三，使用matlab显示RGB图像
如果没有下载matlab软件，请点击如下链接去下载 ↓
matlab软件下载安装及修改项目工作目录_matlab解压密码用于所有压缩文件中-CSDN博客
需要注意的是，读取的图像要放置在代码文件对应的目录下，例如，我的代码文件text1.m所使用的编辑器的工作路径在“D:\myMatlab”下，因此，将图像复制或者是剪切到“D:\myMatlab”目录下：
更方便的方法是添加图像文件夹到编辑器的搜索路径中 ↓
如上操作之后，即使图像和代码文件不在同一个文件夹，编辑器也可以搜索到图像文件。
% 清空工作区
clear ;
clc;
close all;
t=imread("lena_color_256.tif");
g=im2gray(t);
set(0,"defaultFigureColor",[0 1 1]);
set(0,"defaultFigurePosition",[100,100,1000,500]);
subplot(121);imshow(t);
subplot(122);imshow(g);
代码注解：
clear ; %清空工作空间的变量
clc; %清屏
close all; % 关闭当前所有图形窗口
t=imread("lena_color_256.tif"); %imread函数读取图像
g=im2gray(t); %im2gray函数将rgb图像转换成灰度图像
set(0,"defaultFigureColor",[0 1 1]); %图形窗口的背景颜色（青色）
set(0,"defaultFigurePosition",[100,100,1000,500]); % 图形窗口的位置和大小
subplot(121);imshow(t); % subplot函数用于显示多个图形窗口：121表示总共有一行两列，该图形窗口显示在第一列
%imshow函数显示图像，显示的是读取的rgb图像其中：
set(0,"defaultFigureColor",[0 1 1]); %图形窗口的背景颜色（青色）图形窗口的背景颜色可以有8个组合 ↓ （将表中的255替换成1就是图形窗口的背景色）
8位伪彩色的颜色索引表
我的记忆方法是利用谐音法：
- 三原色：rgb，红绿蓝，谐音，红绿灯。
- 从红色开始：红黄紫白，谐音，红花纸白。
- 蓝色：就只有G值有255值。
- 从绿色开始：绿青，谐音，滤清。
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