BMP 파일

3. File Header
파일 헤더는 BITMAPFILEHEAER라는 구조체에 정의되어 있습니다. 이 헤더의 주된 임무(?)는 현재의 파일 포맷이 정말 BMP인지에 대한 정보를 주는것입니다. 대부분의 파일은 자신의 성격에 맞게 확장자 이름이 정해져 있습니다. BMP 파일 역시 확장자는 *.BMP로 정의 되어 있겠죠. 그러나 불행히도, 우연히 다른 파일이 XX.BMP라고 썼을수 있으므로, BMP 디코더가 이를 분석해 내야 합니다. 그 분석 방법에는 아래와 같이 세가지 방법이 있습니다. 그 방법을 알기에 앞서 BITMAPFILEHEADER의 레이어별 구조를 보면,

4. Image Header
이미지 헤더는 BITMAPFILEHEADER 구조체 다음에 바로 위치하도록 되어있습니다. 이미지 헤더는 2가지 종류가 있습니다. 앞에서 언급했듯이 BMP 파일은 두가지 종류가 있습니다. windows version 3와 OS/2에서 사용하는 BMP가 있다고 말씀드렸습니다. 이 경우, 이를 구분하여 저장해야 합니다. 먼저 전자의 경우에 저장해야할 이미지 헤더 구조체는 BITMAPINFOHEADER에 정의 되어있고, 후자의 경우는 BITAMPCOREHEADER에 정의 되어 있습니다. 이 두가지를 구분하는 방법은 어떠한 식별 필드가 존재하는 것이 아니라, 그 크기로 식별을 해야합니다. 이를 설명하기 위해서는 일단 위 두가지의 구조체를 알아보도록 하겠습니다.

4.1. BITAMPINFOHEADER 구조체

4.2. BITMAPCOREHEADER 구조체

위의 구조체를 보면, 두가지를 구분할 방법을 찾으셨을껍니다. 바로 헤더의 크기로 구분하면 되겠죠? 윈도우에서 지원하는 BMP의 경우 헤더의 크기가 최소 40바이트가 필요합니다. 그렇기 때문에 수치적으로 쉽게 구분을 할수 있습니다.

5. Color Palette
컬러팔레트는 세가지 포맷형식이 있습니다. 이는 BMP 파일의 비트수에 의해 구분이 되는데, 1, 4, 8비트를 갖는 이미지인 경우 RGB값을 나타내기 위해 컬러맵을 사용합니다. 비트수는 이미지 헤더에서 biBitCount나 bcBitCount에서 판단할수 있습니다. 여기서 윈도우 BMP 파일인 경우는 RGBQUAD 구조체를 사용하고, OS/2에서는 RGBTRIPLE 구조체를 이용합니다.

6. DIB 사용시 주의점

1. 이미지는 거꾸로 저장됨
   실제로 비트맵 영상이 저장될 때는 이미지가 거꾸로 저장되어 있다. 따라서, 비트맵에서 영상데이터를 나중에 영상처리를 위해 사용할 배열로 다시 저장할 때는 거꾸로 반전시켜 저장해주면 된다.
2. 영상 가로 길이는 4바이트의 배수
   비트맵은 메모리 저장시, 가로줄의 크기는 항상 4바이트의 배수가 되어야 한다. 실제 사용하는 영상의 가로 길이는 4바이트의 배수가 아닐 수 있으므로 이럴 경우는 4의 배수바이트로 바꾸어 저장한다.

   #define WIDTHBYTES(bits) (((bits) + 31) / 32 * 4)   // 4바이트 배수로 변환

7. BMP 형식 영상파일 입력과 출력

#include <stdio.h>
#include <windows.h>
#define WIDTHBYTES(bits) (((bits)+31)/32*4) /* 영상 가로길이는 4바이트의 배수여야 함 */ 
#define BYTE unsigned char

void main()
{
FILE *infile;
infile=fopen("talent.bmp", "rb");
if(infile==NULL) { printf("There is no file!!!\n"); exit(1); }

BITMAPFILEHEADER hf;
fread(&hf,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,infile); /* 파일헤드를 읽음 */ 
if(hf.bfType!=0x4D42) exit(1);

BITMAPINFOHEADER hInfo;
fread(&hInfo,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,infile); /* 영상헤드를 읽음 */ 
printf("Image Size: (%3dx%3d)\n",hInfo.biWidth,hInfo.biHeight);
printf("Pallete Type: %dbit Colors\n",hInfo.biBitCount);

/* 256칼라 이하의 경우는 취급하지 않음 */ 
if(hInfo.biBitCount!=8 ) { printf("Bad File format!!"); exit(1); }

RGBQUAD hRGB[256]; 
fread(hRGB,sizeof(RGBQUAD),256,infile); /* 팔레트를 파일에서 읽음 */

/* 영상데이타를 저장할 메모리 할당 */ 
BYTE *lpImg = new BYTE [hInfo.biSizeImage];
fread(lpImg,sizeof(char),hInfo.biSizeImage,infile); 
fclose(infile);

/* 역상의 이미지 구하기 */ 
int rwsize = WIDTHBYTES(hInfo.biBitCount*hInfo.biWidth);

for(int i=0; i<hInfo.biHeight; i++)
{
for(int j=0; j<hInfo.biWidth; j++) 
{   
lpImg[i*rwsize+j] = 255-lpImg[i*rwsize+j];
}
}

/* 영상 출력 */ 
FILE *outfile = fopen("OutImg.bmp","wb");
fwrite(&hf,sizeof(char),sizeof(BITMAPFILEHEADER),outfile);
fwrite(&hInfo,sizeof(char),sizeof(BITMAPINFOHEADER),outfile);
fwrite(hRGB,sizeof(RGBQUAD),256,outfile);
fwrite(lpImg,sizeof(char),hInfo.biSizeImage,outfile); 
fclose(outfile);

/* 메모리 해제 */ 
delete []lpImg;
}

8. 팔레트를 사용하는 BMP 영상을 읽고 역상을 계산하여 트루컬러로 저장

#include <stdio.h>
#include <windows.h>

#define WIDTHBYTES(bits) (((bits)+31)/32*4) /* 영상 가로길이는 4바이트의 배수여야 함 */ 
#define BYTE unsigned char

void main()
{
FILE *infile;
infile=fopen("pshop256.bmp", "rb");
if(infile==NULL) { printf("There is no file!!!\n"); exit(1); }

BITMAPFILEHEADER hf;
fread(&hf,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,infile); /* 파일헤드를 읽음 */ 
if(hf.bfType!=0x4D42) exit(1);

BITMAPINFOHEADER hInfo;
fread(&hInfo,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,infile); /* 영상헤드를 읽음 */ 
printf("Image Size: (%3dx%3d)\n",hInfo.biWidth,hInfo.biHeight);
printf("Pallete Type: %dbit Colors\n",hInfo.biBitCount);

/* 256칼라 이하의 경우는 취급하지 않음 */ 
if(hInfo.biBitCount<8 ) { printf("Bad File format!!"); exit(1); }

RGBQUAD *pRGB; 
if(hInfo.biClrUsed!=0) /* 팔레트가 있는 경우 */ 
{
pRGB= new RGBQUAD [hInfo.biClrUsed]; /* 팔레트의 크기만큼 메모리를 할당함 */ 
fread(pRGB,sizeof(RGBQUAD),hInfo.biClrUsed,infile); /* 팔레트를 파일에서 읽음 */ 
}

/* 영상데이타를 저장할 메모리 할당 */ 
BYTE *lpImg = new BYTE [hInfo.biSizeImage];
fread(lpImg,sizeof(char),hInfo.biSizeImage,infile); 
fclose(infile);

/* 역상의 이미지 구하기 */ 
int rwsize = WIDTHBYTES(hInfo.biBitCount*hInfo.biWidth);
int rwsize2= WIDTHBYTES(24*hInfo.biWidth); 
BYTE *lpOutImg = new BYTE [3*rwsize*hInfo.biHeight];
int index, R, G, B, i,j;

if(hInfo.biBitCount==24) /* 만일 입력영상이 트루(24비트) 칼라인 경우  */ 
for(i=0; i<hInfo.biHeight; i++)
{
for(j=0; j<hInfo.biWidth; j++) 
{   /* 팔레트가 없으므로 영상데이타가 바로 칼라값 */ 
lpOutImg[i*rwsize2+3*j+2] = 255-lpImg[i*rwsize+3*j+2];
lpOutImg[i*rwsize2+3*j+1] = 255-lpImg[i*rwsize+3*j+1];
lpOutImg[i*rwsize2+3*j  ] = 255-lpImg[i*rwsize+3*j  ];
}
}
else /* 트루칼라가 아닌 경우 */ 
for(i=0; i<hInfo.biHeight; i++)
{
for(j=0; j<hInfo.biWidth; j++) 
{
index = lpImg[i*rwsize+j]; /* 영상데이타는 팔레트의 인덱스임 */ 
R = pRGB[index].rgbRed;    /* 팔레트에서 실제 영상데이타를 가져옴(R) */ 
G = pRGB[index].rgbGreen;  /* G */ 
B = pRGB[index].rgbBlue;   /* B */ 
R = 255-R; G = 255-G; B = 255-B; /* 역상을 계산함 */ 
lpOutImg[i*rwsize2+3*j+2] = (BYTE)R; 
lpOutImg[i*rwsize2+3*j+1] = (BYTE)G;
lpOutImg[i*rwsize2+3*j  ] = (BYTE)B;
}
}

/* 영상 출력 (24비트인 트루칼라로 출력) */ 
hInfo.biBitCount =24;
hInfo.biSizeImage = 3*rwsize*hInfo.biHeight;
hInfo.biClrUsed = hInfo.biClrImportant =0;
hf.bfOffBits = 54; /* 팔레트가 없으므로 값이 변함 */ 
hf.bfSize = hf.bfOffBits+hInfo.biSizeImage;

FILE *outfile = fopen("OutImg24.bmp","wb");
fwrite(&hf,sizeof(char),sizeof(BITMAPFILEHEADER),outfile);
fwrite(&hInfo,sizeof(char),sizeof(BITMAPINFOHEADER),outfile);
fwrite(lpOutImg,sizeof(char),3*rwsize*hInfo.biHeight,outfile); 
fclose(outfile);

/* 메모리 해제 */ 
if(hInfo.biClrUsed!=0) delete []pRGB;
delete []lpOutImg;
delete []lpImg;
}