一、实验目的
1.上网查找若干 BMP 文件，并加入自己的水印
2.编写代码实现将第一步所生成的多个BMP文件转化为YUV文件，在命令行中设置每个画面出现的帧数，且最后的YUV文件应至少包含200帧。
3.生成的 YUV 文件用 YUVviewer 进行播放观看。
二、实验内容
1.文件属性
- bmp 文件大小为256 * 256
- bmp 文件深度为32位
- yuv 的格式为4：2：0
- 每个 bmp 出现 40 帧
2.bmp格式理论
-
典型的 BMP 图像文件由四部分组成：
（1）位图头文件数据结构，它包含 BMP 图像文件的类型、显示内容等信息；
（2）位图信息数据结构，它包含有 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，这部分的内容根据 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。
位图文件头主要包括：
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {
WORD bfType; / * 说明文件的类型 * /
DWORD bfSize;
} BITMAPFILEHEADER;
位图信息头主要包括：
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速 * /
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;
调色板实际上是一个数组，它所包含的元素与位图所具有的颜色数相同，决定于
biClrUsed 和 biBitCount 字段。数组中每个元素的类型是一个 RGBQUAD 结构。
真彩色无调色板部分。
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;
紧跟在调色板之后的是图像数据字节阵列。
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（逻辑色）。对于真彩色图，图像数据就是实际的 R、G、B值。图像的每一扫描行由表示图像像素的连续的字节组成，每一行的字节数取决于图像的颜色数目和用像素表示的图像宽度。
规定每一扫描行的字节数必须是 4 的整倍数，也就是DWORD 对齐的。
扫描行是由底向上存储的，这就是说，阵列中的第一个字节表示位图左下角的像素，而最后一个字节表示位图右上角的像素。
三、代码实现
main函数
- 文件头以及包含的结构体部分
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include<windows.h>
#include"bmp2yuv.h"
BITMAPFILEHEADER File_header; /* 结构体变量 */
BITMAPINFOHEADER Info_header;
- 定义声明参数
char* bmpFileName = NULL;
char* yuvFileName = NULL;
FILE* bmpFile = NULL;
FILE* yuvFile = NULL;
unsigned char* bmpBuf = NULL;
unsigned char* yBuf = NULL;
unsigned char* uBuf = NULL;
unsigned char* vBuf = NULL;
long frameWidth;
long frameHeight;
bool flip = true;
- 打开yuv文件
yuvFileName = argv[1];
yuvFile = fopen(yuvFileName, "wb");
if (yuvFile == NULL)
{
printf("cannot find yuv file\n");
exit(1);
}
else
{
printf("The output yuv file is %s\n", yuvFileName);
}
int bmpNum;
bmpNum = atoi(argv[2]);
for(int j=3;j<=bmpNum+2;j++)
{
bmpFileName = argv[j];
- 打开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);
}
- read file&info header
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;
/* get an input buffer for a frame */
bmpBuf = (unsigned char*)malloc(frameWidth * frameHeight * 4);
/* get the output buffers for a frame */
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);
}
- 将bmp转换yuv
if(RGB2YUV (frameWidth, frameHeight, bmpBuf, yBuf, uBuf, vBuf, flip))
{
printf("error");
exit(0);
}
for (int i = 0; i < frameWidth*frameHeight; i++)
{
if (yBuf[i] < 16) yBuf[i] = 16;
if (yBuf[i] > 235) yBuf[i] = 235;
}
for (int i = 0; i < frameWidth*frameHeight/4; i++)
{
if (uBuf[i] < 16) uBuf[i] = 16;
if (uBuf[i] > 240) uBuf[i] = 240;
if (vBuf[i] < 16) vBuf[i] = 16;
if (vBuf[i] > 240) vBuf[i] = 240;
}
- 写数据到yuv中，释放
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);
}
fclose(yuvFile);
.h文件
int RGB2YUV (int x_dim, int y_dim, void *bmp, void *y_out, void *u_out, void *v_out, int flip);
void InitLookupTable();
rgb2yuv在前文已给出，略
四、结果