BMP图像数据格式详解

一．简介

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：

数据段名称

大小（byte）

开始地址

结束地址

位图文件头(bitmap-file header)

14

0000h

000Dh

位图信息头(bitmap-information header)

40

000Eh

0035h

调色板(color table)

由biBitCount决定

0036h

未知

图片点阵数据(bitmap data)

由图片大小和颜色定

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0

UINT16 bfReserved2;  //2Bytes，保留，为0

DWORD 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：

变量名

地址偏移

大小

作用说明

bfType

2Bytes

文件标识符，必须为"BM"，即0x424D 才是Windows位图文件

‘BM’：Windows 3.1x, 95, NT,…　　‘BA’：OS/2 Bitmap Array　　‘CI’：OS/2 Color Icon 　　

‘CP’：OS/2 Color Pointer 　　‘IC’：OS/2 Icon 　　

‘PT’：OS/2 Pointer

因为OS/2系统并没有被普及开，所以在编程时，你只需判断第一个标识“BM”就行

bfSize

0002h

4Bytes

整个BMP文件的大小（以位B为单位）

bfReserved1

0006h

保留，必须设置为0

bfReserved2

0008h

bfOffBits

000Ah

说明从文件头0000h开始到图像像素数据的字节偏移量（以字节Bytes为单位），以为位图的调色板长度根据位图格式不同而变化，可以用这个偏移量快速从文件中读取图像数据

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I NFOHEADER，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，-：Top2Bottom

WORD   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：RLE4

DWORD  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：

biSize

BNP信息头即BMP_INFOHEADER结构体所需要的字节数（以字节为单位）

biWidth

0012h

说明图像的宽度（以像素为单位）

biHeight

0016h

说明图像的高度（以像素为单位）。这个值还有一个用处，指明图像是正向的位图还是倒向的位图，该值是正数说明图像是倒向的即图像存储是由下到上；该值是负数说明图像是倒向的即图像存储是由上到下。大多数BMP位图是倒向的位图，所以此值是正值。

biPlanes

001Ah

为目标设备说明位面数，其值总设置为1

biBitCount

001Ch

说明一个像素点占几位（以比特位/像素位单位），其值可为1,4,8,16,24或32

biCompression

001Eh

说明图像数据的压缩类型，取值范围为：

0         BI_RGB 不压缩（最常用）

1         BI_RLE8 8比特游程编码（BLE），只用于8位位图

2         BI_RLE4 4比特游程编码（BLE），只用于4位位图

3         BI_BITFIELDS比特域（BLE），只用于16/32位位图

4          

biSizeImage

0022h

说明图像的大小，以字节为单位。当用BI_RGB格式时，总设置为0

biXPelsPerMeter

0026h

说明水平分辨率，用像素/米表示，有符号整数

biYPelsPerMeter

002Ah

说明垂直分辨率，用像素/米表示，有符号整数

biClrUsed

002Eh

说明位图实际使用的调色板索引数，0：使用所有的调色板索引

biClrImportant

0032h

说明对图像显示有重要影响的颜色索引的数目，如果是0，表示都重要。

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）。

颜色表的大小根据所使用的颜色模式而定：2色图像为8字节；16色图像位64字节；256色图像为1024字节。其中，每4字节表示一种颜色，并以B（蓝色）、G（绿色）、R（红色）、alpha（32位位图的透明度值，一般不需要）。即首先4字节表示颜色号1的颜色，接下来表示颜色号2的颜色，依此类推。

颜色表中RGBQUAD结构数据的个数有biBitCount来确定，当biBitCount=1,4,8时，分别有2,16,256个表项。

当biBitCount=1时，为2色图像，BMP位图中有2个数据结构RGBQUAD，一个调色板占用4字节数据，所以2色图像的调色板长度为2*4为8字节。

当biBitCount=4时，为16色图像，BMP位图中有16个数据结构RGBQUAD，一个调色板占用4字节数据，所以16像的调色板长度为16*4为64字节。

当biBitCount=8时，为256色图像，BMP位图中有256个数据结构RGBQUAD，一个调色板占用4字节数据，所以256色图像的调色板长度为256*4为1024字节。

当biBitCount=16，24或32时，没有颜色表。

五．BMP图像数据区

位图数据记录了位图的每一个像素值，记录顺序是在扫描行内是从左到右,扫描行之间是从下到上。位图的一个像素值所占的字节数:

当biBitCount=1时，8个像素占1个字节;

当biBitCount=4时，2个像素占1个字节;

当biBitCount=8时，1个像素占1个字节;

当biBitCount=24时,1个像素占3个字节;

Windows规定一个扫描行所占的字节数必须是4的倍数(即以long为单位),不足的以0填充，

一个扫描行所占的字节数计算方法:

DataSizePerLine= (biWidth* biBitCount+31)/8;

// 一个扫描行所占的字节数

DataSizePerLine= DataSizePerLine/4*4; // 字节数必须是4的倍数

位图数据的大小(不压缩情况下):

DataSize= DataSizePerLine* biHeight;

颜色表接下来位为位图文件的图像数据区，在此部分记录着每点像素对应的颜色号，其记录方式也随颜色模式而定，既2色图像每点占1位（8位为1字节）；16色图像每点占4位（半字节）；256色图像每点占8位（1字节）；真彩色图像每点占24位（3字节）。所以，整个数据区的大小也会随之变化。究其规律而言，可的出如下计算公式：图像数据信息大小=（图像宽度*图像高度*记录像素的位数）/8。

相关阅读：

<a target="_blank" href="http://blog.csdn.net/testcs_dn/article/details/76744048">Device-Dependent Bitmaps (DDB) 设备相关位图</a>

<a target="_blank" href="http://blog.csdn.net/testcs_dn/article/details/76718768">device-independent bitmap (DIB) 设备无关位图</a>