BMP数字图像的认识与应用

李威++张银玲++赵婷婷

摘 要：“图”是物体透视光或反射光的分布，“像”是人的视觉系统对图的接收在大脑中形成的印象或认识，图像是客观景物通过某种系统的一种映射，是自然界景物的客观反映。而BMP图像文件格式是Microsoft公司为Windows视窗系统开发的图像文件格式，且已成为Windows环境的一种图像标准。目前，BMP图像通过图象处理以后在工业检测、邮件筛选、交通管理、高空侦察、生物医学等领域应用越来越广。

关键词：BMP 图像 数字图像 应用

中图分类号：G291 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）12（c）-0030-02

图像是指描述的物体信息，图像是物体反射或透射的光信息，经过人的视觉系统的接收、处理后，在人的大脑中形成的认识或印象。对于实际获得的图像，如果是直接从观察系统（输入系统）获得，未经采样与量化处理的图像，即为模拟图像。模拟图像在亮度和空间分布值域上都是连续呈现。然而，模拟图像经过采样和量化后在空间分布和亮度取值都是呈离散分布的图像称为数字图像[1]。随着科技迅猛发展，数字图像应用将更加广泛。

1 BMP数字图像内涵及结构

1.1 数字图像的概述

对于图像数字化而言，就是将所谓的模拟图像通过一系列的转换成为离散图像的具体行为过程统称为图像数字化，其过程要两部实现分别为：采样和量化。对于采样，就是把任一在空间上模拟图像采样为M×N个网格值，每个网格的采样点值的亮度均值称为网格亮度值。由于其采样值是一个样点值序列，所以该过程成为点阵采样。采样点值中的每个网格被称为像元或象素。M×N的域值大小决定了序列图像的空间分辨率。采样使具体的模拟图像在空间上呈离散化分布，然而采样点上图像的（取值）亮度值依然在原来幅度区间呈连续分布。把采样网格点上相对应的亮度连续变换取值区间转换为单个特定数码的过程，称之为量化[2]。量化后的象素点的整数值叫灰度级，灰度层次值一般用2n表示，N大，图像的密度分辨率高，图像看上去柔和具体逼真。

1.2 数字图像文件格式

通常，用计算机二进制数列表示数字图像的阵列，把像素按不同的组合样式实行整合或保存，获得不一样的图像信息样式，把图像数据信息存储为文件即获得图像信息文件。图像信息文件按照离散图像样式的差异一般具有不一样的扩展名，最常见的图像模式是位图格式，则文件名以BMP为扩展名。

识别信息与图像数据是数字图像信息文件不可或缺的主要组成部分，其中识别信息包含文件识别和图像识别两种。文件识别包含图像文件识别码和版本代号。文件识别码是确定文件数据格式，版本代号是指相同格式文件属于该产品具体版本，不同版本的同一格式图像文件其数据结构略有的区别。通常情况下版本代号越高（大），漏洞越少，数据结构就越完善，使用越简便。图像识别信息包含图像文件的大小，即宽度和高度，一幅图像像素所需的比特数与彩色位平面数、数据压缩格式和调色板个数。调色板数仅限于颜色深度小于等于28的圖像，压缩方式码为可选项。如用户需要还可以再改变其余各参数，如图像文件每行对应的字节数等。识别信息组成文件头，其之后是图像数据信息。

1.3 BMP数字图像文件结构

Windows使用的图形文件格式主要是BMP图形信息文件，在Windows背景下交换、运行与位图相关的信息的标准格式，同时BMP图像信息文件格式是全部图像信息处理软件都支持。Windows显示图像信息标准与绘画图像均以BMP图像信息格式。

Windows3.0前期的BMP图像数据信息格式和显示器参数相关联，故将此类BMP格式图像信息文件称之为设备参数相关位图DDB（device-dependent bitmap）文件数据格式。Windows3.0后期的BMP图像数据信息和显示器参数无关联，故将此类BMP格式图像信息文件叫作设备参数无关位图DIB（device-independent bitmap） 数据格式，目标主要是让Windows可以在任一类别的显示设备上呈现所留存的数据文件。BMP位图信息数据采用文件后缀名是BMP或bmp。

标准的位图图像文件结构是包含四部分组成：位图文件头、位图信息头、调色板和定义位图的数据序列，其具体的数据文件格式特点和形式，位图文件结构如图1所示。

支持单色、16色、256色和全彩色（目前最高位为32位）四种图像方式；每个位图文件仅一幅存储图像；图像存储时提供两种模式为非压缩和压缩。BMP图像数据的文件头有两部分别为BITMAPFILEHEADER，定义文件标识、文件大小及图像数据的偏移量和BITMAPINFOHEADER，则要用于指定BMP图像自身的很多调整参数。具体是：

typedef struct

{

unsigned char bfType； unsigned long bfSize； unsigned int bfReserved1； unsigned int bfReserved2； unsigned long bfOffBits；

} BITMAPFILEHEADER；typedef struct

{

unsigned long biSize； unsigned long biWidth； unsigned long biHeight；

unsigned int biPlanes； unsigned int biBitCount； unsigned int biCompression； unsigned long biSizeImage； unsigned long biXPelsPerMeter； unsigned long biYPelsPerMeter； unsigned long biClrUsed； unsigned long biClrImportant；

} BITMAPINFOHEADER；

2 BMP数字图像处理应用

图像是主要的信息交流媒介，对于人类进行信息接收和信息交流来说，非常重要。BMP数字图像处理的应用范畴与人类活动紧密相关。不仅在理论范畴获得成功，然而在实际应用前景中也起到了至关重要作用。

然而对于BMP数字处理有两种重要方式：基础性处理和内容处理。对于基础处理，主要是通过数学形态学的各类算法去改变图像的参数基础，如：傅立叶变换、伽马变换等改变图像变换域参数。 但对于内容处理是对图像内容的复原与重建。如：图像识别、图像分割和特征提取。

在实际的科研和工程中，BMP数字图像处理的应用前景广泛，为获得高分辨率的广角图像，这就需要对数字图像拼接技术。可将一些小视角的图像拼接成广角的全景图像，完成多幅图像的融合。

3 结语

数字图像具有再现性好、处理精度高、适用面宽、灵活性好等优点。随着电子计算机的不断发展和对数字图像处理越来越高的要求，数字图像处理技术将向更优化，处理速度更快，处理更高清图像，从而最终实现图像的智能生成、处理、识别和理解。

参考文献

[1] 傅得胜.图形图像处理学[M].东南大学出版社，2005：160-208.

[2] 景晓军.图像处理技术及其应用[M].国防工业出版社，2005：76-99.