BMP基本格式整理

BMP图像格式详解一．简介BMP(Bitmap-File)图形文件是Windows采用的图形文件格式，在Windows环境下运行的所有图象处理软件都支持BMP图象文件格式。

Windows系统内部各图像绘制操作都是以BMP为基础的。

Windows 3.0以前的BMP图文件格式与显示设备有关，因此把这种BMP图象文件格式称为设备相关位图DDB(device-dependent bitmap)文件格式。

Windows 3.0以后的BMP图象文件与显示设备无关，因此把这种BMP图象文件格式称为设备无关位图DIB(device-independent bitmap)格式（注：Windows 3.0以后，在系统中仍然存在DDB位图，象BitBlt()这种函数就是基于DDB位图的，只不过如果你想将图像以BMP格式保存到磁盘文件中时，微软极力推荐你以DIB格式保存），目的是为了让Windows能够在任何类型的显示设备上显示所存储的图象。

BMP位图文件默认的文件扩展名是BMP或者bmp（有时它也会以.DIB或.RLE作扩展名）。

二．BMP格式结构BMP文件的数据按照从文件头开始的先后顺序分为四个部分：◆位图文件头(bmp file header)：提供文件的格式、大小等信息◆位图信息头(bitmap information)：提供图像数据的尺寸、位平面数、压缩方式、颜色索引等信息◆调色板(color palette)：可选，如使用索引来表示图像，调色板就是索引与其对应的颜色的映射表◆位图数据(bitmap data)：图像数据区BMP图片文件数据表如下：三．BMP文件头BMP文件头结构体定义如下：typedef struct tagBITMAPFILEHEADER{UINT16 bfType; //2Bytes，必须为"BM"，即0x424D 才是Windows位图文件DWORD bfSize; //4Bytes，整个BMP文件的大小UINT16 bfReserved1; //2Bytes，保留，为0UINT16 bfReserved2; //2Bytes，保留，为0DWORD bfOffBits; //4Bytes，文件起始位置到图像像素数据的字节偏移量} BITMAPFILEHEADER;BMP文件头数据表如下：四．BMP信息头BMP信息头结构体定义如下：typedef struct _tagBMP_INFOHEADER{DWORD biSize; //4Bytes，INFOHEADER结构体大小，存在其他版本INFOHEADER，用作区分LONG biWidth; //4Bytes，图像宽度（以像素为单位）LONG biHeight; //4Bytes，图像高度，+：图像存储顺序为Bottom2Top，-：Top2BottomWORD biPlanes; //2Bytes，图像数据平面，BMP存储RGB数据，因此总为1 WORD biBitCount; //2Bytes，图像像素位数DWORD biCompression; //4Bytes，0：不压缩，1：RLE8，2：RLE4DWORD biSizeImage; //4Bytes，4字节对齐的图像数据大小LONG biXPelsPerMeter; //4 Bytes，用象素/米表示的水平分辨率LONG biYPelsPerMeter; //4 Bytes，用象素/米表示的垂直分辨率DWORD biClrUsed; //4 Bytes，实际使用的调色板索引数，0：使用所有的调色板索引DWORD biClrImportant; //4 Bytes，重要的调色板索引数，0：所有的调色板索引都重要}BMP_INFOHEADER;BMP信息头数据表如下：五．BMP调色板BMP调色板结构体定义如下：typedef struct _tagRGBQUAD{BYTE rgbBlue; //指定蓝色强度BYTE rgbGreen; //指定绿色强度BYTE rgbRed; //指定红色强度BYTE rgbReserved; //保留，设置为0 } RGBQUAD;1，4，8位图像才会使用调色板数据，16,24,32位图像不需要调色板数据，即调色板最多只需要256项（索引0 - 255）。

BMP位图图像格式简介1. 文件构造位图文件可看成由4个部分组成：位图文件头(bitmap-file header)、位图信息头(bitmap-information header)、彩色表(color table)和定义位图的字节阵列，它具有如下所示的形式。

位图文件构造可综合在表1中。

2 四个部分在位图图像数据中的相应位置，〔位置偏移均以位图数据开始处为基准〕起始位置偏移<=各部分数据详细存放位置<完毕位置偏移第一部分，图像头：起始位置偏移0，长度：0x0EH 〔2byte + 3 * dword = 14〕完毕位置偏移：起始位置偏移＋长度第二部分，图像信息头：起始位置偏移：上一部分完毕位置偏移长度：从0x0EH 处读取到的dword 的数据值完毕位置偏移：起始位置偏移＋长度第三部分，调色板：起始位置偏移：上一部分完毕位置偏移长度：从0x0AH 处读取到的dword 的数据值－起始位置偏移完毕位置偏移：起始位置偏移＋长度第四部分，位图数据：起始位置偏移：上一部分完毕位置偏移长度：从0x22H 处读取到的dword 的数据值完毕位置偏移：文件完毕3 单色位图图像数据的表示方法在单色位图图像中，只有两种颜色，黑色或白色，每一个像素只需要一个比特就可以完成表示，为了清楚比特0或1详细表示哪一种颜色，可以通过查询调色板。

在单色位图图像中，调色板只包含两种颜色，每一种颜色用R G B 0 四个字节表示〔在实际的字节流中，顺序是B G R 0〕所以，位图图像数据中的0 代表调色板中第一种颜色的颜色值，1 代表调色板中第二种颜色的颜色值。

4 C/C++中数据类型的长度byte ：1个字节，8位〔比特〕word：2个字节，由unsigned short定义dword：4 个字节，由unsigned long定义5 根据前面的位图文件构造表，可以通过自定义数据构造struct的方式来读取相应的数据。

BMP文件格式，又称为Bitmap（位图）或是DIB(Device-Independent Device，设备无关位图)，是Windows系统中广泛使用的图像文件格式。

由于它可以不作任何变换地保存图像像素域的数据，因此成为我们取得RAW数据的重要来源。

Windows的图形用户界面（graphical user interfaces）也在它的内建图像子系统GDI中对BMP格式提供了支持。

下面以Notepad++为分析工具，结合Windows的位图数据结构对BMP文件格式进行一个深度的剖析。

BMP文件的数据按照从文件头开始的先后顺序分为四个部分：bmp文件头(bmp file header)：提供文件的格式、大小等信息位图信息头(bitmap information)：提供图像数据的尺寸、位平面数、压缩方式、颜色索引等信息调色板(color palette)：可选，如使用索引来表示图像，调色板就是索引与其对应的颜色的映射表位图数据(bitmap data)：就是图像数据啦^_^下面结合Windows结构体的定义，通过一个表来分析这四个部分。

我们一般见到的图像以24位图像为主，即R、G、B三种颜色各用8个bit来表示，这样的图像我们称为真彩色，这种情况下是不需要调色板的，也就是所位图信息头后面紧跟的就是位图数据了。

因此，我们常常见到有这样一种说法：位图文件从文件头开始偏移54个字节就是位图数据了，这其实说的是24或32位图的情况。

这也就解释了我们按照这种程序写出来的程序为什么对某些位图文件没用了。

下面针对一幅特定的图像进行分析，来看看在位图文件中这四个数据段的排布以及组成。

我们使用的图像显示如下：这是一幅16位的位图文件，因此它是含有调色板的。

在拉出图像数据进行分析之前，我们首先进行几个约定：1. 在BMP文件中，如果一个数据需要用几个字节来表示的话，那么该数据的存放字节顺序为“低地址村存放低位数据，高地址存放高位数据”。

BMP格式结构详解位图文件(B it m a p-File，BMP)格式是Windows采用的图像文件存储格式，在Windows环境下运行的所有图像处理软件都支持这种格式。

Windows 3.0以前的BMP位图文件格式与显示设备有关，因此把它称为设备相关位图(d evice-d ependent b itmap，DDB)文件格式。

Windows 3.0以后的BMP位图文件格式与显示设备无关，因此把这种BMP位图文件格式称为设备无关位图(d evice-i ndependent b itmap，DIB)格式，目的是为了让Windows能够在任何类型的显示设备上显示BMP位图文件。

BMP位图文件默认的文件扩展名是BMP或者bmp。

6.1.2 文件结构位图文件可看成由4个部分组成：位图文件头(bitmap-file header)、位图信息头(bitmap-information header)、彩色表(color table)和定义位图的字节阵列，它们的名称和符号如表6-01所示。

表6-01 BMP图像文件组成部分的名称和符号位图文件结构可综合在表6-02中。

表6-02 位图文件结构内容摘要6.1.3 构件详解1. 位图文件头位图文件头包含有关于文件类型、文件大小、存放位置等信息，在Windows 3.0以上版本的位图文件中用BITMAPFILEHEADER结构来定义：typedef struct tagBITMAPFILEHEADER { /* bmfh */UINT bfType;DWORD bfSize;UINT bfReserved1;UINT bfReserved2;DWORD bfOffBits;} BITMAPFILEHEADER;其中：bfType 说明文件的类型.bfSize 说明文件的大小，用字节为单位bfReserved1 保留，设置为0bfReserved2 保留，设置为0bfOffBits 说明从BITMAPFILEHEADER结构开始到实际的图像数据之间的字节偏移量2. 位图信息头位图信息用BITMAPINFO结构来定义，它由位图信息头(bitmap-information header)和彩色表(color table)组成，前者用BITMAPINFOHEADER结构定义，后者用RGBQUAD结构定义。

BMP格式介绍（⼀）原理篇：⼀、编码的意义。

让我们从⼀个简单的问题开始，-2&-255（中间的操作符表⽰and的意思）的结果是多少，这个很简单的问题，但是能够写出解答过程的⼈并不多。

这个看起来和图⽚格式没有关系的问题恰恰是图⽚格式的核⼼内容以⾄于整个计算机系统的核⼼内容，多媒体技术虽然没有数据结构，操作系统等计算机基础课所占的地位重，但是在于研究编码⽅⾯有着⾮常重要的地位。

图像其实可以看做⼀种特殊编码过的⽂件。

⼆、从简单的24位bmp开始bmp是最常见也是编码⽅式最简单的图⽚格式，这⾥不说明⼀幅图⽚是怎么显⽰在电脑上的，那不是多媒体技术研究的问题，我们来研究bmp的格式问题，为了使各位能够最快的了解bmp格式，我们从24位的⼀个16*16的⼩图像开始。

我们使⽤常⽤的绘图软件创建⼀个16*16的24位bmp图像，如下图所⽰：可以看到图⽚很⼩，我们使⽤ultra-edit看看其内部是什么（ultra-edit是⼀个⽐记事本更加⾼级的编辑软件，可以在⽹上下载到），我们打开其内部看到的是如下的⼀个⼗六进制的数据⽂件：看起来很⾼深⽽⼜很凌乱的样⼦，我们慢慢地说明这些看起来很凌乱的数据流都代表了什么意思，⾸先我们要说明的是，这⾥⾯⼀个数字代表的是⼀个字节，⽐如头两个数42 4d是两个⼗六进制的数，代表了两个字节。

可以看到在UE中⼀⾏是⼗六个字节。

在具体说明每个字节的含义之前，⾸先需要说明的是字节的排布⽅式，在操作系统和计算机组成结构⾥⾯有⼤端法和⼩端法（如果有遗忘可以查⼀下书），简易的说法是这样的，⼩端法的意思是“低地址村存放低位数据，⾼地址存放⾼位数据”，⼤端法就是反过来的，举个例⼦，如果地址从左到右依次增⼤，那么数据01 02的⼩端法存储⽅式是02 01，⼤端法的存储⽅式就是01 02。

在所有的intel的机器上都是采⽤的⼩端法，⽽⼤端法主要存在于摩托罗拉造的处理器的机器上，所以如果你⽤的是⼀个果粉，⽤的是MAC的话，那么你看到的数据排布⽅式是和我们说明中是相反的。

维基百科的BMP定义BMP取自位图BitMaP的缩写，也称为DIB（与设备无关的位图），是微软视窗图形子系统（Graphics Device Interface）内部使用的一种位图图形格式，它是微软视窗平台上的一个简单的图形文件格式。

图像通常保存的颜色深度有2（1位）、16（4位）、256（8位）、65536（16位）和1670万（24位）种颜色（其中位是表示每点所用的数据位）。

8位图像可以是索引彩色图像外，也可以是灰阶图像。

表示透明的alpha通道也可以保存在一个类似于灰阶图像的独立文件中。

带有集成的alpha通道的32位版本已经随着Windows XP出现，它在视窗的登录和主题系统中都有使用。

文件大小计算BMP文件通常是不压缩的，所需存储空间比较大。

一个像素所占的字节数为n∕8字节，n是位深。

文件大小可以根据以下公式近似计算：BMP文件大小≈54+4*2n+(width*height*n)∕8；54是位图文件的文件头，4*2n是调色板的大小（对于没有调色板的位图文件，则不存在这一项），最后一项是像素数据。

由于存储算法决定的因素，实际文件大小和计算值可能有细微差别；因此使用的≈符号而不是等于号。

文件存储格式BMP图像自推出以后，几经演进，存储格式也有所变化。

下表详细描述了位图文件可能包含的数据。

结构体名称可选大小用途备注位图文件头否14字节存储位图文件通用信息仅在读取文件时有用DIB头否固定（存在7种不同版本）存储位图详细信息及像素格式紧接在位图文件头后附加位掩码是3或4 DWORD（12或16字节）定义像素格式仅在DIB头是BITMAPINFOHEADER时存在调色板见备注可变定义图像数据（像素数组）所用颜色色深≤ 8时不能省略填充区A是可变结构体对齐位图文件头中像素数组偏移量的产物像素数组否可变定义实际的像素数值像素数据在DIB头和附加位掩码中定义。

像素数组中每行均以4字节对齐填充区B 是可变结构体对齐DIB头中ICC色彩特性数据偏移量的产物ICC色彩特性数据是可变定义色彩特性可以包含外部文件路径，由该文件来定义色彩特性Remark：像素数组每行均以4字节对齐，这会影响我们怎么读取像素数据。

使用画图工具(ms+R调出运行框，输入mspaint即可）分别存储2个文件1.bmp(400*300px),2.bmp(200*150px)白画布。

使用Beyond Compare比较下2个文件数据，注意使用Hex16进制方式。

前2个字节42 4D对应字符BM,是文件类型，这里表示ms的bmp文件类型紧着的4个字节是文件字节数，F6 D8 01 00==》1.bmp应为存储方式是高位字在高地址的方式存储，所以实际是0001D8F6==>转成10进制数值是121078字节=》除以1024就是118K,自己核对下文件属性看看文件大小是不是118k;而2.bmp文件的是66 79 00 00对应00007966=>31078字节=》30.3k随后的4个字节全为00，系统保留。

再后面的4个字节代表的是实际的图像数据开始的位置（偏移量）这里都是36 04 00 00也就是00000436H,在Beyond Compare里Ctrl+G，选择Hex，16进制方式，输入0436转到该位置发现文件数据全是FF也就是白色：然后在看下windows定义的bmp文件头结构体定义就更清晰了：typedef struct tagBITMAPFILEHEADER{UINT16bfType;/*bmp文件类型-占2字节*/DWORD bfSize;/*bmp文件大小-占4字节*/UINT16bfReserved1;/*保留-占2字节*/UINT16bfReserved2;/*保留-占2字节*/DWORD bfOffBits; /*位图数据偏移-占4字节*/}BITMAPFILEHEADER;共14个字节。

文件头后面是文件信息头部，主要是位图文件的详细信息，windows定义的文件信息头的结构体如下：typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{DWORD biSize;/*文件信息头占的字节大小-该字段占4字节*/LONG biWidth;/*宽度4字节*/LONG biHeight;/*高度4字节*/WORD biPlanes;/*颜色平面数2字节，总是1（文章1.bmp，2.bmp里可以看到01 00这2个字节）*/WORD biBitCount;/*每个图像像素所占比特数，占2字节，我们这里是8bit,256种颜色，呵呵*/ DWORD biCompression;/*图像数据压缩类型4字节*/DWORD biSizeImage;/*图像大小4字节*/LONG biXPelsPerMeter;/*水平分辨率4字节*/LONG biYPelsPerMeter;/*垂直分辨率4字节*/DWORD biClrUsed;/*所使用颜色表索引数4字节*/DWORD biClrImportant; /*对图像重要影响的索引数4字节占据*/}BITMAPINFOHEADER;统计下:4+4+4+2+2+4+4+4+4+4+4=40共40个字节，验证。

bmp的知识点BMP的知识点BMP（Bitmap）是一种图像文件格式，它以像素为基本单位来描述图像。

下面将介绍BMP文件的结构、特点以及常见的应用。

一、BMP文件结构BMP文件由文件头、位图信息头、调色板和图像数据组成。

1. 文件头（14字节）：包含文件类型（2字节）、文件大小（4字节）、保留字段（4字节）和图像数据偏移量（4字节）等信息。

2. 位图信息头：包含位图信息头大小（4字节）、图像宽度（4字节）、图像高度（4字节）、颜色平面数（2字节）、每个像素所占位数（2字节）等信息。

3. 调色板（可选）：用于存储图像的颜色信息，包括调色板项数、颜色索引和颜色值等。

4. 图像数据：按行存储的像素数据，每个像素用指定的位数来表示。

二、BMP文件特点1. BMP文件格式简单，易于解析和处理，适用于各种平台和应用程序。

2. BMP文件支持多种色彩深度，如1位、4位、8位、16位、24位和32位等，可以满足不同图像质量和存储空间需求。

3. BMP文件保留了图像的原始数据，不进行压缩，因此不会损失图像的质量，但文件大小相对较大。

4. BMP文件支持灰度图像和彩色图像，灰度图像每个像素只有一个亮度值，彩色图像每个像素有红、绿、蓝三个分量的值。

三、BMP文件的应用1. 图像处理：BMP文件是常用的图像处理格式，可以通过读取、修改和保存BMP文件来实现各种图像处理操作，如图像旋转、缩放、灰度化、边缘检测等。

2. 图像显示：BMP文件可以被各种图像显示软件和设备所支持，如画图工具、图片浏览器、数码相框、打印机等。

3. 图像转换：BMP文件可以通过转换工具将其转换为其他图像格式，如JPEG、PNG、GIF等，以满足不同应用场景的需求。

4. 图像分析：BMP文件中的像素数据可以被提取和分析，用于图像处理算法的开发、图像识别和图像分析等领域。

5. 图像存储：BMP文件可以作为图像的原始存储格式，用于长期保存和备份，以保证图像质量和数据的完整性。