24位bmp位图转灰度图

实现位图的读取显示保存，能完成24位位图的转换，是一个典型的图像处理基础程序，程序很好，很简单清晰，容易看懂，但是所有图像信息头和数据的处理全在响应函数和ondrow函数里！

将24位真彩色图转换为灰度图

在图像处理中，我们经常需要将真彩色图像转换为黑白图像。严格的讲应该是灰度图，因为真正的黑白图像是二色，即只有纯黑，纯白二色。开始之前，我们先简单补充一下计算机中图像的表示原理。

计算机中的图像大致可以分成两类：位图(Bitmap)和矢量图(Metafile)。 位图可以视为一个二维的网格，整个图像就是由很多个点组成的，点的个数等于位图的宽乘以高。每个点被称为一个像素点，每个像素点有确定的颜色，当很多个像素合在一起时就形成了一幅完整的图像。

我们通常使用的图像大部分都是位图，如数码相机拍摄的照片，都是位图。因为位图可以完美的表示图像的细节，能较好的 还原图像的原景。

但位图也有缺点：第一是体积比较大，所以人们开发了很多压缩图像格式来储存位图图像，目前应用最广的是JPEG格式，在WEB上得到了广泛应用，另外还有GIF,PNG等 等。第二是位图在放大时，不可避免的会出现“锯齿”现象，这也由位图的本质特点决定的。

所以在现实中，我们还需要使用到另一种图像格式：矢量图。同位图不 同，矢量图同位图的原理不同，矢量图是利用数学公式通过圆，线段等绘制出来的，所以不管如何放大都不会出现变形，但矢量图不能描述非常复杂的图像。所以矢量图都是用来描述图形图案，各种CAD软件等等都是使用矢量格式来保存文件的。

24位真色位图转化为8位灰度位图

（C语言实现） 

//最近在学习图像处理有关的基础知识，并试着编程实践，这样有助于自己的理解和学习。首先遇到的第一个问题就是bmp位图的基础知识、bmp位图的C语言读入、操作、存入等。以下便是有关这期间学习的知识经验总结：欢迎分享！欢迎建议！谢谢！

//要理解的基础问题：bmp位图文件格式（掌握了bmp位图文件的具体格式后，才有可能更好的对其进行编程操作实践！）：

位图文件(bitmap file)保存顺序如下：

位图头文件(BITMAPFILEHEADER)

位图信息头文件（BITMAPINFOHEADER）

调色板RGBQUAD（真彩色位图没有调色板）

图像数据

##释义1##位图头文件(BITMAPFILEHEADER):

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER

{ /*14 bytes BMP文件头数据结构含有BMP文件的类型、

                               文件大小和位图起始位置等信息*/

    WORD bfType; /*2,位图文件的类型，必须为BM(0-1字节)*/

    DWORD bfSize; /*4,位图文件的大小，以字节为单位(2-5字节)*/

    WORD bfReserved1; /*2,位图文件保留字，必须为0(6-7字节)*/

    WORD bfReserved2; /*2,位图文件保留字，必须为0（6-7字节）*/

    DWORD bfOffBits; /*4,位图数据的起始位置，以相对于位图(10-13字节) */

}BITMAPFILEHEADER,*PBITMAPFILEHEADER;

##释义2##位图信息头文件（BITMAPINFOHEADER）：

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER

{ /*40 bytes BMP位图信息头数据用于说明位图的尺寸等信息。*/

    DWORD biSize; /*4,本结构所占用字节数(14-17字节) */

    LONG biWidth; /*4,位图的宽度，以像素为单位(18-21字节)*/

    LONG biHeight; /*4,位图的高度，以像素为单位(22-25字节) */

    WORD biPlanes; /*2,目标设备的级别，必须为1(26-27字节) */

    WORD biBitCount;/*2每个像素所需的位数，必须是1(双色),(28-29字节)

                          4(16色)，8(256色)或24(真彩色)之一 */

    DWORD biCompression;/*4,位图压缩类型，必须是 0(不压缩),(30-33字节)

                       1(BI_RLE8压缩类型)或2(BI_RLE4压缩类型)之一 */

    DWORD biSizeImage; /*4,位图的大小，以字节为单位(34-37字节) */

    LONG biXPelsPerMeter;/*4,位图水平分辨率，每米像素数(38-41字节) */

    LONG biYPelsPerMeter; /*4,位图垂直分辨率，每米像素数(42-45字节) */

    DWORD biClrUsed;/*4, 位图实际使用的颜色表中的颜色数(46-49字节) */

    DWORD biClrImportant;/*4,位图显示过程中重要的颜色数(50-53字节) */

} BITMAPINFOHEADER,*PBITMAPINFOHEADER;

##释义3##调色板RGBQUAD（真彩色位图没有调色板）：

typedef struct tagRGBQUAD

{ /*颜色表用于说明位图中的颜色，它有若干个表项

                      ，每一个表项是一个RGBQUAD类型的结构，定义一种颜色。*/

    BYTE rgbBlue; /*蓝色的亮度(值范围为0-255)*/

    BYTE rgbGreen; /*绿色的亮度(值范围为0-255) */

    BYTE rgbRed;/*红色的亮度(值范围为0-255)*/

    BYTE rgbReserved; /*保留，必须为0 */

}RGBQUAD;

##释义4##图像数据：

    对于用到调色板的位图，图像数据就是该像素颜色在调色板中的索引值。对于真彩色图像，图像数据就是实际的R、G、B值，一个像素由3个字节24位组成，第一个字节表示B，第二个字节表示G，第三个字节表示R。

    注意：BMP文件是从下到上、从左都右排列的。读文件时，最先读到的是图像的最下面一行的左边的第一个像素，最后读到的是最上面一行的最右一个像素。

//C源程序：本C程序由两部分组成（.c文件和.h文件）。（注：VC6编译链接运行通过）

*********************************************************************************************

rgbtogray.h文件:

*****************

/* C语言读入图像 位图文件结构声明 */

#ifndef BMP_H_INCLUDED

#define BMP_H_INCLUDED

typedef unsigned short WORD;//2*8=16

typedef unsigned long DWORD;//4*8=32

typedef long LONG;//4*8=32

typedef unsigned char BYTE;//1*8=8

#pragma pack(1)

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER

{ /*14 bytes BMP文件头数据结构含有BMP文件的类型、

                               文件大小和位图起始位置等信息*/

    WORD bfType; /*2,位图文件的类型，必须为BM(0-1字节)*/

    DWORD bfSize; /*4,位图文件的大小，以字节为单位(2-5字节)*/

    WORD bfReserved1; /*2,位图文件保留字，必须为0(6-7字节)*/

    WORD bfReserved2; /*2,位图文件保留字，必须为0（6-7字节）*/

    DWORD bfOffBits; /*4,位图数据的起始位置，以相对于位图(10-13字节) */

}BITMAPFILEHEADER,*PBITMAPFILEHEADER;

#pragma pack()

#pragma pack(1)

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER

{ /*40 bytes BMP位图信息头数据用于说明位图的尺寸等信息。*/

    DWORD biSize; /*4,本结构所占用字节数(14-17字节) */

    LONG biWidth; /*4,位图的宽度，以像素为单位(18-21字节)*/

    LONG biHeight; /*4,位图的高度，以像素为单位(22-25字节) */

    WORD biPlanes; /*2,目标设备的级别，必须为1(26-27字节) */

    WORD biBitCount;/*2每个像素所需的位数，必须是1(双色),(28-29字节)

                          4(16色)，8(256色)或24(真彩色)之一 */

    DWORD biCompression;/*4,位图压缩类型，必须是 0(不压缩),(30-33字节)

                       1(BI_RLE8压缩类型)或2(BI_RLE4压缩类型)之一 */

    DWORD biSizeImage; /*4,位图的大小，以字节为单位(34-37字节) */

    LONG biXPelsPerMeter;/*4,位图水平分辨率，每米像素数(38-41字节) */

    LONG biYPelsPerMeter; /*4,位图垂直分辨率，每米像素数(42-45字节) */

    DWORD biClrUsed;/*4, 位图实际使用的颜色表中的颜色数(46-49字节) */

    DWORD biClrImportant;/*4,位图显示过程中重要的颜色数(50-53字节) */

} BITMAPINFOHEADER,*PBITMAPINFOHEADER;

#pragma pack()

#pragma pack(1)

typedef struct tagRGBQUAD

{ /*颜色表用于说明位图中的颜色，它有若干个表项

                      ，每一个表项是一个RGBQUAD类型的结构，定义一种颜色。*/

    BYTE rgbBlue; /*蓝色的亮度(值范围为0-255)*/

    BYTE rgbGreen; /*绿色的亮度(值范围为0-255) */

    BYTE rgbRed;/*红色的亮度(值范围为0-255)*/

    BYTE rgbReserved; /*保留，必须为0 */

}RGBQUAD;/*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=24时，没有颜色表项。*/

#pragma pack()

#pragma pack(1)

typedef struct tagBITMAPIMAGE

{ /*位图信息头和颜色表组成位图信息*/

    BITMAPFILEHEADER bmiHeader; /*位图信息头*/

    RGBQUAD bmiColors[1]; /*颜色表*/

}BITMAPIMAGE;

#pragma pack()

#endif

*********************************************************************************************

rgbtogray.h文件：

******************

/*******************************************************************************/

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<malloc.h>

#include<string.h>

/********************************************************************/

//自定义的有关图像处理的头文件为rgbtogray.h

//系统定义有关图像处理的头文件为windows.h

//目前，引用系统的windows.h程序工作正常，但自己的头文件有问题，待改正！

//最终实现引用自己的头文件rgbtogray.h

//太棒了：头文件的问题终于解决了

  //#include<windows.h>

#include "rgbtogray.h"

/********************************************************************/

/*****************************************************************************/

//全局变量声明

FILE * fpSrcBmpfile;//定义文件指针，用于读入和存储图像文件

FILE * fpDestBmpfile;

/******************************************************************************/

//程序子函数声明

void GetBmpHeader(PBITMAPFILEHEADER, PBITMAPINFOHEADER);//获得位图的文件头和信息头

void ChangeBmpHeader(PBITMAPFILEHEADER, PBITMAPINFOHEADER, WORD);//改变位图的文件头和信息头

void SetBmpHeader(const PBITMAPFILEHEADER, const PBITMAPINFOHEADER);//将修改后的文件头和信息头存入新位图文件

void SetRGBQUAD();//建立颜色板并存入灰度图文件中

int RgbToGray();//24位真色图转化为8位灰度图的主要函数

/******************************************************************************/

//主函数框架，菜单！（方便调用其他程序，以便拓展）

void main()

{

    int command=1;

    while(command)//菜单选项，可拓展

    {

    printf("\n*****************************Image Processing Menu***************************\n");

    printf("|--------1:RGB To GRAY transform!--------|\n");

    printf("|--------0:End!---------|\n");

    printf("*****************************************************************************\n");    

    printf("Hint:Processor Number?\n");

    scanf("%d",&command);

        switch(command)

        {

        case 1:

            RgbToGray();

            break;

        case 0:

            printf("---Bye-bye---\n");

            break;

        default:

            printf("---Not defined number!\n");

            break;

        }    

    }

}

/******************************************************************************/

//函数体部分(副)

void GetBmpHeader(PBITMAPFILEHEADER pbfheader, PBITMAPINFOHEADER pbiheader)

{

    fread(pbfheader, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1,fpSrcBmpfile);

    fread(pbiheader, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1,fpSrcBmpfile);

}

void ChangeBmpHeader(PBITMAPFILEHEADER pbfheader, PBITMAPINFOHEADER pbiheader, WORD wType)

{

    pbiheader->biBitCount = wType; // 24 或者 8

    pbiheader->biClrUsed = (wType == 24) ? 0 : 256;

    pbfheader->bfOffBits = 54 + pbiheader->biClrUsed * sizeof(RGBQUAD);

    pbiheader->biSizeImage = ((((pbiheader->biWidth * pbiheader->biBitCount) + 31) & ~31) / 8) * pbiheader->biHeight;

    pbfheader->bfSize = pbfheader->bfOffBits + pbiheader->biSizeImage;

}

void SetBmpHeader(const PBITMAPFILEHEADER pbfheader, const PBITMAPINFOHEADER pbiheader)

{

    fwrite(pbfheader, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, fpDestBmpfile);

    fwrite(pbiheader, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, fpDestBmpfile);

}

void SetRGBQUAD()

{

    int i;

    RGBQUAD rgbquad[256];

    for(i=0;i<256;i++) {

        rgbquad[i].rgbBlue = i;

        rgbquad[i].rgbGreen = i;

        rgbquad[i].rgbRed = i;

        rgbquad[i].rgbReserved = 0;

    }

    fwrite(rgbquad, 256 * sizeof(RGBQUAD), 1, fpDestBmpfile);

}

/******************************************************************************/

//函数体部分(主)

int RgbToGray()

{

    LONG w,h;

    BYTE r,g,b;

    BYTE gray;

    BYTE count24,count8;

    BYTE Bmpnul=0;

    char SrcBmpfile[256];

    char DestBmpfile[256];

    BITMAPFILEHEADER bmfh; // bmp文件头

    BITMAPINFOHEADER bmih; // 位图信息头

    BYTE *data;

    memset(&bmfh, 0, sizeof(BITMAPFILEHEADER));//内存初始化

    memset(&bmih, 0, sizeof(BITMAPINFOHEADER));

    data=(BYTE *)malloc(3*sizeof(BYTE));

    if(!data)

        {

           printf("Error:Can not allocate memory .\n");

           free(data);

           return -1;

        }

    getchar();

    printf("Input the path of SrcBmpfile:\n");

    gets(SrcBmpfile);

    if((fpSrcBmpfile=fopen(SrcBmpfile,"rb"))==NULL) 

    {

        printf("Error:Open the file of SrcBmpfile failed!\n");//输入源位图文件

        free(data);

        return -1;

    }

    rewind(fpSrcBmpfile);

    GetBmpHeader(&bmfh,&bmih);

//ceshie_start

    printf("The contents in the file header of the BMP file:\n");

    printf("bfType:%ld\n",bmfh.bfType);

    printf("bfSize:%ld\n",bmfh.bfSize);

    printf("bfReserved1:%ld\n",bmfh.bfReserved1);

    printf("bfReserved2:%ld\n",bmfh.bfReserved2);

    printf("bfOffBits:%ld\n",bmfh.bfOffBits);

    printf("The contents in the info header:\n");

    printf("biSize:%ld\n",bmih.biSize);

//ceshi_end

    if(bmfh.bfType!=0x4D42)

    {

        printf("Error:This file is not bitmap file!\n");

        free(data);

        return -1;

    }

    if(bmih.biBitCount!=24)

    {

        printf("Error:This bmpfile is not 24bit bitmap!\n");

        free(data);

        return -1;

    }

    if(bmih.biCompression!=0)

    {

        printf("Error:This 8bit bitmap file is not BI_RGB type!\n");

        free(data);

        return -1;

    }

    printf("Input the path of the DestBmpfile:\n");//输入目标位图文件

    gets(DestBmpfile);

    if((fpDestBmpfile=fopen(DestBmpfile,"wb"))==NULL)

    {

        printf("Error:Open the file of DestBmpfile failed!\n");

        free(data);

        return -1;

    }

    ChangeBmpHeader(&bmfh,&bmih,8);

    SetBmpHeader(&bmfh,&bmih);

    SetRGBQUAD();

    count24=(4-(bmih.biWidth*3)%4)%4;

    count8=(4-(bmih.biWidth)%4)%4;

    for(h=bmih.biHeight-1;h>=0;h--)

    {

        for(w=0;w<bmih.biWidth;w++)

        {

            fread(data,3,1,fpSrcBmpfile);

            if(feof(fpSrcBmpfile))

            {

                printf("Error:Read Pixel data failed!\n");

                free(data);

                return -1;

            }

            b=*data;

            g=*(data+1);

            r=*(data+2);

            gray=(299*r+587*g+114*b)/1000;

            //if(gray>120)gray=250;

            fwrite(&gray,sizeof(gray),1,fpDestBmpfile);

        }

        fseek(fpSrcBmpfile,count24,SEEK_CUR);

        fwrite(&Bmpnul,1,count8,fpDestBmpfile);

    }

    printf("Hint:Convert RGB To GRAY Successfully!\n");

    free(data);//释放内存空间

    fclose(fpDestBmpfile);//关闭文件指针

    fclose(fpSrcBmpfile);

    return 0;

}

/******************************************************************************/

*******************************************************************************************

****当时困扰了本人很长时间的一个程序问题，最后终于解决：

#prama pack(n)

结构体定义；

#prama pack()

##释义##：关于struct的使用方法：

     struct是一种复合数据类型，其构成元素既可以是基本数据类型（如int、long、float等）的变量，也可以是一些复合数据类型（如array、struct、union等）的数据单元。对于结构体，编译器会自动进行成员变量的对齐，以提高运算效率。缺省情况下，编译器为结构体的每个成员按其自然对界（natural alignment）条件分配空间。各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储，第一个成员的地址和整个结构的地址相同。

    自然对界是指按结构体的成员中size最大的成员对齐。

#pragma pack规定的对齐长度，实际使用的规则是：

    结构，联合，或者类的数据成员，第一个放在偏移为0的地方，以后每个数据成员的对齐，按照#pragma pack指定的数值和结构体的自然对齐长度中比较小的那个进行。

    也就是说，当#pragma pack的值等于或超过所有数据成员长度的时候，这个值的大小将不产生任何效果。

    结构体的对齐，按照结构体中size最大的数据成员和#pragma pack指定值之间，较小的那个进行。