[数据压缩] 实验二 bmp - YUV

一、实验目的

1．理解图像文件的基本组成

2．掌握结构体作为复杂数据对象的用法。

进一步熟悉由问题到程序的解决方案，并掌握编程细节：如内存分配、倒序读写、字节序、文件读写过程等

二、实验原理

典型的 BMP 图像文件由四部分组成：
（1）位图头文件数据结构，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，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，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图像规定每一扫描行的字节数必须是4的整数倍，即以DWORD对齐。
  

  
  

  （如不满4的整数倍，则采取补0处理）

• 对于倒向DIB，扫描行是由底向上存储的。
  

  
  

三、实现代码

头文件 bmp2yuv.h

int RGB2YUV (int x_dim, int y_dim, void *bmp, int flip， void *y_out, void *u_out, void *v_out);

void InitLookupTable();

bmp2yuv.cpp

    if (!flip) 
{
		for (j = 0; j < y_dim; j ++)
		{
			y = y_buffer + (y_dim - j - 1) * x_dim;
			u = u_buffer + (y_dim - j - 1) * x_dim;
			v = v_buffer + (y_dim - j - 1) * x_dim;
			
            for (i = 0; i < x_dim; i ++)
        
            {
				g = b + 1;
				r = b + 2;
				*y = (unsigned char)(  RGBYUV02990[*r] + RGBYUV05870[*g] +RGBYUV01140[*b]);
				*u = (unsigned char)(- RGBYUV01684[*r] - RGBYUV03316[*g] + (*b)/2+ 128);
				*v = (unsigned char)(  (*r)/2- RGBYUV04187[*g] - RGBYUV00813[*b] + 128);
				b += 3;
				y ++;
				u ++;
				v ++;
			}
		}
}

主干代码 main.cpp

结构体变量

#include 
#include 
#include 
#include
#include"bmp2yuv.h"

BITMAPFILEHEADER File_header;　　
BITMAPINFOHEADER Info_header;

	

启动bmp文件

	bmpFile = fopen(bmpFileName, "rb");
		if (bmpFile == NULL)
		{
			printf("cannot find bmp file\n");
			exit(1);
		}
		else
		{
			printf("The input bmp file is %s\n", bmpFileName);
		}

读取头部数据

if(fread(&File_header,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,bmpFile)!=1)
		{
			printf("read file header error!\n");
			exit(0);
		}
		if(File_header.bfType!=0x4D42)
		{
			printf("Not bmp file!\n");
			exit(0);
		}
		else
		{
			printf("This is a bmp file!\n");
		}
		if(fread(&Info_header,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,bmpFile)!=1)
		{
			printf("read info header error!\n");
			exit(0);
		}

		frameWidth = Info_header.biWidth;
		frameHeight = Info_header.biHeight;

获取帧的输入和输出缓冲

bmpBuf = (unsigned char*)malloc(frameWidth * frameHeight * 4);

		yBuf = (unsigned char*)malloc(frameWidth * frameHeight);
		uBuf = (unsigned char*)malloc((frameWidth * frameHeight) / 4);
		vBuf = (unsigned char*)malloc((frameWidth * frameHeight) / 4);

		if (bmpBuf == NULL || yBuf == NULL || uBuf == NULL || vBuf == NULL)
		{
			printf("no enought memory\n");
			exit(1);
		}

		if(fread(bmpBuf, 1, frameWidth * frameHeight * 4, bmpFile)==NULL)
		{
			printf("read data error!\n");
			exit(1);
		}

调用bmp2yuv，写入数据

	for (int i = 0; i < 40; i++)
		{
			fwrite(yBuf, 1, frameWidth * frameHeight, yuvFile);
			fwrite(uBuf, 1, (frameWidth * frameHeight) / 4, yuvFile);
			fwrite(vBuf, 1, (frameWidth * frameHeight) / 4, yuvFile);
		}

		free(bmpBuf);
		free(yBuf);
		free(uBuf);
		free(vBuf);

		fclose(bmpFile);	
	}

三、结果验证