實驗一圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與圖像文件格式.doc

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實驗一 圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與圖像文件格式 一、實驗目的 分析BMP圖像文件格式，深化對圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和圖像文件格式的理解。 二、實驗內(nèi)容 1、讀取和顯示BMP索引色圖像 2、讀取和顯示BMP真彩色圖像 3、基于二進制文件分析BMP圖像文件結(jié)構(gòu) 三、實驗步驟 函數(shù)及符號說明： Imfinfo %獲取一張圖片的具體信息 imread %讀取圖片文件中的數(shù)據(jù) /*對于索引色圖像，使用[x,map]=imread(filename,fmt)形式讀取， 其中x為圖像矩陣*/ figure,imshow %顯示圖片 1、讀取和顯示BMP索引色圖像（包括二值圖像、灰度圖像、彩色圖像） 1.1 二值圖像（逐行輸入命令，下同） fileinfo1=imfinfo(cameraman-1.bmp,bmp); [img1,map1]=imread(cameraman-1.bmp,bmp); figure,imshow(img1, map1); 結(jié)果圖： 1.2 灰度圖像 % 16色位圖圖像的操作 fileinfo2=imfinfo(cameraman-4.bmp,bmp); [img2,map2]=imread(cameraman-4.bmp,bmp); figure, imshow(img2,map2); 結(jié)果圖： % 256色位圖圖像的操作 Fileinfo3=imfinfo(cameraman-8.bmp,bmp); [img3,map3]=imread(cameraman-8.bmp,bmp); figure, imshow(img3,map3); 結(jié)果圖： 1.3 基于索引色的彩色圖像 Fileinfo4=imfinfo(canoe-256.bmp,bmp); [img4,map4]=imread(canoe-256.bmp,bmp); figure, imshow(img4,map4); 結(jié)果圖 2、讀取和顯示BMP真彩色圖像 Fileinfo5=imfinfo(peppers.bmp,bmp); [img5,map5]=imread(peppers.bmp,bmp); figure, imshow(img5,map5); 結(jié)果圖： 3、以二進制形式讀取以上BMP文件，分析索引色和真彩色BMP圖像文件的構(gòu)成，嘗試觀察分析每一個組分分量數(shù)值以及數(shù)值間的聯(lián)系。 [fid1,mesage1]=fopen(cameraman-1.bmp,r); data1=fread(fid1); [fid2,mesage2]=fopen(cameraman-4.bmp,r); Data2=fread(fid2); [fid3,mesage3]=fopen(cameraman-8.bmp,r); Data3=fread(fid3); [fid4,mesage4]=fopen(canoe-256.bmp,r); Data4=fread(fid4); [fid5,mesage5]=fopen(peppers.bmp,r); Data5=fread(fid5); 結(jié)果圖： 四、BMP圖像文件格式特征總結(jié) 1：BMP文件組成 BMP文件由文件頭、位圖信息頭、顏色信息和圖像數(shù)據(jù)四部分組成。 2：BMP文件頭（14字節(jié)） BMP文件頭數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)含有BMP文件的類型、文件大小和位圖起始位置等信息。 其結(jié)構(gòu)定義如下： typedef struct tagBITMAPFILEHEADER { WORD bfType; // 位圖文件的類型，必須為BM(1-2字節(jié)） DWORD bfSize; // 位圖文件的大小，以字節(jié)為單位（3-6字節(jié)） WORD bfReserved1; // 位圖文件保留字，必須為0(7-8字節(jié)） WORD bfReserved2; // 位圖文件保留字，必須為0(9-10字節(jié)） DWORD bfOffBits; // 位圖數(shù)據(jù)的起始位置，以相對于位圖（11-14字節(jié)） // 文件頭的偏移量表示，以字節(jié)為單位 } BITMAPFILEHEADER; 3：BMP信息頭（40字節(jié)） typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{ DWORD biSize; // 本結(jié)構(gòu)所占用字節(jié)數(shù)（15-18字節(jié)） LONG biWidth; // 位圖的寬度，以像素為單位（19-22字節(jié)） LONG biHeight; // 位圖的高度，以像素為單位（23-26字節(jié)） WORD biPlanes; // 目標設備的級別，必須為1(27-28字節(jié)） WORD biBitCount;// 每個像素所需的位數(shù)，必須是1（雙色），（29-30字節(jié)） // 4(16色），8(256色）16(高彩色)或24（真彩色）之一 DWORD biCompression; // 位圖壓縮類型，必須是 0（不壓縮），（31-34字節(jié)） // 1(BI_RLE8壓縮類型）或2(BI_RLE4壓縮類型）之一 DWORD biSizeImage; // 位圖的大小，以字節(jié)為單位（35-38字節(jié)） LONG biXPelsPerMeter; // 位圖水平分辨率，每米像素數(shù)（39-42字節(jié)） LONG biYPelsPerMeter; // 位圖垂直分辨率，每米像素數(shù)（43-46字節(jié)） DWORD biClrUsed;// 位圖實際使用的顏色表中的顏色數(shù)（47-50字節(jié)） DWORD biClrImportant;// 位圖顯示過程中重要的顏色數(shù)（51-54字節(jié)） } BITMAPINFOHEADER; 4：顏色信息 typedef struct tagRGBQUAD { BYTE rgbBlue;// 藍色的亮度（值范圍為0-255) BYTE rgbGreen; // 綠色的亮度（值范圍為0-255) BYTE rgbRed; // 紅色的亮度（值范圍為0-255) BYTE rgbReserved;// 保留，必須為0 } RGBQUAD; 5：位圖數(shù)據(jù) 位圖數(shù)據(jù)記錄了位圖的每一個像素值，記錄順序是在掃描行內(nèi)是從左到右，掃描行之間是從下到上。位圖的一個像素值所占的字節(jié)數(shù)： 當biBitCount=1時，8個像素占1個字節(jié)； 當biBitCount=4時，2個像素占1個字節(jié)； 當biBitCount=8時，1個像素占1個字節(jié)； 當biBitCount=24時，1個像素占3個字節(jié)； Windows規(guī)定一個掃描行所占的字節(jié)數(shù)必須是 4的倍數(shù)（即以long為單位），不足的以0填充， biSizeImage = ((((bi.biWidth * bi.biBitCount) + 31) & ~31) / 8) * bi.biHeight;