[数据压缩]bmp序列转yuv文件

news/2025/2/1 15:42:50/

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bmp文件分析

bmp转yuv思路

代码实现

结果展示

bmp文件分析

  • bmp简介

BMP是英文Bitmap（位图）的简写，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。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以后的BMP文件都是指设备无关位图(DIB，device-independent bitmap)。BMP位图文件默认的文件扩展名是.BMP，有时它也会以.DIB或.RLE作扩展名。

  • bmp文件结构

BMP文件由4部分组成：

1.   位图文件头(bitmap-file header)

名称

占用空间

内容

bfType

2字节

标识，就是“BM”二字

bfSize

4字节

BMP文件的大小

bfReserved1/2

4字节

保留字

bfOffBits

4字节

偏移数，即 “位图文件头+位图信息头+调色板” 的大小

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {WORD bfType; /* 说明文件的类型 */DWORD bfSize; /* 说明文件的大小，用字节为单位 */WORD bfReserved1; /* 保留，设置为 0 */WORD bfReserved2; /* 保留，设置为 0 */DWORD bfOffBits; /* 说明从 BITMAPFILEHEADER 结构开始到实际的图像数 据之间的字节偏移量 */
} BITMAPFILEHEADER;

2.   位图信息头(bitmap-informationheader)

名称

占用空间

内容

biSize

4字节

位图信息头的大小

biWidth

4字节

位图的宽度（像素）

biHeight

4字节

位图的高度（像素）

biPlanes

2字节

固定值1

biBitCount

2字节

像素位数

（1-黑白图，4-16色，8-256色，24-真彩色）

biCompression

4字节

压缩方式

biSizeImage

4字节

位图全部像素占用的字节数

biXPelsPerMeter

4字节

水平分辨率(像素/米)

biYPelsPerMeter

4字节

垂直分辨率(像素/米)

biClrUsed

4字节

位图使用的颜色数

biClrImportant

4字节

重要的颜色数

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER {DWORD biSize; /* 说明结构体所需字节数 */LONG biWidth; /* 以像素为单位说明图像的宽度 */LONG biHeight; /* 以像素为单位说明图像的高度 */WORD biPlanes; /* 说明位面数，必须为 1 */WORD biBitCount; /* 说明位数/像素，1、2、4、8、24 */DWORD biCompression; /* 说明图像是否压缩及压缩类型 BI_RGB，BI_RLE8，BI_RLE4，
BI_BITFIELDS */DWORD biSizeImage; /* 以字节为单位说明图像大小，必须是 4 的整数倍*/LONG biXPelsPerMeter; /*目标设备的水平分辨率，像素/米 */LONG biYPelsPerMeter; /*目标设备的垂直分辨率，像素/米 */DWORD biClrUsed; /* 说明图像实际用到的颜色数，如果为 0，则颜色数为 2 的 biBitCount次方 */DWORD biClrImportant; /*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。*/
} BITMAPINFOHEADER;

3.   颜色表(color table)

可选部分。

本次采用24位真彩色位图，没有颜色表。

typedef struct tagRGBQUAD {BYTE rgbBlue; /*指定蓝色分量*/BYTE rgbGreen; /*指定绿色分量*/BYTE rgbRed; /*指定红色分量*/BYTE rgbReserved; /*保留，指定为 0*/
} RGBQUAD;

4.   颜色点阵数据(bits data)

位图的像素部分，按照自下向上，自左向右的顺序排列的。

bmp转yuv思路


1. 读取BMP文件，提取BMP的文件头和信息头信息，用结构体File_header盛放文件头数据，用结构体Info_header盛放信息头数据

2.调整图片的尺寸，使图像的长是4的倍数，宽是2的倍数

3.提取BMP的有效数据，转换为RGB数据

4.进行RGB2YUV的转换

5.根据设置的帧数写YUV文件

代码实现

  • rgb转yuv实现部分
void InitLookupTable()
{int i;for (i = 0; i < 256; i++) RGBYUV02990[i] = (float)0.2990 * i;for (i = 0; i < 256; i++) RGBYUV05870[i] = (float)0.5870 * i;for (i = 0; i < 256; i++) RGBYUV01140[i] = (float)0.1140 * i;for (i = 0; i < 256; i++) RGBYUV01684[i] = (float)0.1684 * i;for (i = 0; i < 256; i++) RGBYUV03316[i] = (float)0.3316 * i;for (i = 0; i < 256; i++) RGBYUV04187[i] = (float)0.4187 * i;for (i = 0; i < 256; i++) RGBYUV00813[i] = (float)0.0813 * i;
}int RGB2YUV (int x_dim, int y_dim, void *bmp, void *y_out, void *u_out, void *v_out, int flip)
{static int init_done = 0;long i, j, size;unsigned char *r, *g, *b;unsigned char *y, *u, *v;unsigned char *pu1, *pu2, *pv1, *pv2, *psu, *psv;unsigned char *y_buffer, *u_buffer, *v_buffer;unsigned char *sub_u_buf, *sub_v_buf;if (init_done == 0){InitLookupTable();init_done = 1;}if ((x_dim % 2) || (y_dim % 2)) return 1;size = x_dim * y_dim;y_buffer = (unsigned char *)y_out;sub_u_buf = (unsigned char *)u_out;sub_v_buf = (unsigned char *)v_out;u_buffer = (unsigned char *)malloc(size * sizeof(unsigned char));v_buffer = (unsigned char *)malloc(size * sizeof(unsigned char));if (!(u_buffer && v_buffer)){if (u_buffer) free(u_buffer);if (v_buffer) free(v_buffer);return 2;}b = (unsigned char *)bmp;y = y_buffer;u = u_buffer;v = v_buffer;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 ++;}}} else {for (i = 0; i < size; 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 ++;}}for (j = 0; j < y_dim/2; j ++){psu = sub_u_buf + j * x_dim / 2;psv = sub_v_buf + j * x_dim / 2;pu1 = u_buffer + 2 * j * x_dim;pu2 = u_buffer + (2 * j + 1) * x_dim;pv1 = v_buffer + 2 * j * x_dim;pv2 = v_buffer + (2 * j + 1) * x_dim;for (i = 0; i < x_dim/2; i ++){*psu = (*pu1 + *(pu1+1) + *pu2 + *(pu2+1)) / 4;*psv = (*pv1 + *(pv1+1) + *pv2 + *(pv2+1)) / 4;psu ++;psv ++;pu1 += 2;pu2 += 2;pv1 += 2;pv2 += 2;}}free(u_buffer);free(v_buffer);return 0;
}
  • main函数部分
int main(int argc, char* argv[])
{FILE *bmpfile = NULL;FILE *yuvfile = NULL;char* bmpFileName[5];bmpFileName[0] = argv[1];bmpFileName[1] = argv[2];bmpFileName[2] = argv[3];bmpFileName[3] = argv[4];bmpFileName[4] = argv[5];char* yuvFileName = NULL;yuvFileName = argv[6];int fnum;fnum = atoi(argv[7]);if (!(yuvfile=fopen(yuvFileName, "wb") )){printf("输出yuv文件打开失败！\n");}BITMAPFILEHEADER File_header;BITMAPINFOHEADER Info_header;unsigned char *buffer = NULL,*ybuf=NULL,*ubuf=NULL,*vbuf=NULL;for(int i=0;i<5;i++){if (!(bmpfile=fopen(bmpFileName[i], "rb"))){printf("输入bmp文件打开失败！\n");}if(fread(&File_header, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, bmpfile) != 1){cout<<("读取file_header失败")<<endl;exit(0);}if(File_header.bfType!=0x4D42){cout<<("该文件不是bmp文件")<<endl;exit(0);}else{cout<<("文件成功打开")<<endl;}if(fread(&Info_header, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, bmpfile) != 1){cout<<("读取info_header失败")<<endl;exit(0);}unsigned int w,h;if (Info_header.biWidth * Info_header.biBitCount % 32 == 0)w = Info_header.biWidth;elsew = (Info_header.biWidth * Info_header.biBitCount + 31) / 32 * (32 / Info_header.biBitCount);if (Info_header.biHeight % 2 == 0)h = Info_header.biHeight;elseh = Info_header.biHeight + 1;//开辟rgbyuv缓冲区buffer = (unsigned char*)malloc(sizeof (w * h * 3));ybuf = (unsigned char*)malloc(sizeof (w * h));ubuf = (unsigned char*)malloc(sizeof ((w * h) / 4));vbuf = (unsigned char*)malloc(sizeof ((w * h) / 4));fread(buffer, sizeof(unsigned char), w * h * 3, bmpfile);RGB2YUV(w, h, buffer, ybuf, ubuf, vbuf, 0);for(int j=0;j<fnum;j++){fwrite(ybuf, sizeof(unsigned char), w * h, yuvfile);fwrite(ubuf, sizeof(unsigned char), (w * h) / 4, yuvfile);fwrite(vbuf, sizeof(unsigned char), (w * h) / 4, yuvfile);}fclose(bmpfile);}fclose(yuvfile);free(buffer);free(ybuf);free(ubuf);free(vbuf);return(0);
}

设置命令行参数

结果展示

选取了5张bmp格式图片

生成了共250帧的yuv文件

yuv文件播放


http://www.ppmy.cn/news/807476.html

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