深入探究Linux BMP图像处理技巧

1. BMP图像文件格式简介

BMP（Bitmap）是一种图像文件格式，它是Windows操作系统中最常见的图像文件格式之一。BMP图像文件采用一种无损的存储方式，可以保存图像的每一个像素的颜色信息。BMP图像文件由文件头、位图信息头、颜色表和像素数据四个主要部分组成。

1.1 文件头

文件头用来存储文件的基本信息和文件格式的标识，文件头的长度为14个字节。

typedef struct{ 
    unsigned char  bfType[2];     // 文件类型，必须为"BM"
    unsigned int   bfSize;         // 文件大小，单位为字节
    unsigned short bfReserved1;    // 保留字段1，必须为0
    unsigned short bfReserved2;    // 保留字段2，必须为0
    unsigned int   bfOffBits;      // 像素数据在文件中的偏移量，单位为字节
} BITMAPFILEHEADER;

1.2 位图信息头

位图信息头用来存储图像的宽度、高度、位数等相关信息，位图信息头的长度为40个字节。

typedef struct{ 
    unsigned int   biSize;         // 位图信息头长度，必须为40
    unsigned int   biWidth;        // 图像的宽度，单位为像素
    unsigned int   biHeight;       // 图像的高度，单位为像素
    unsigned short biPlanes;       // 目标设备的位平面数，必须为1
    unsigned short biBitCount;     // 每个像素的位数，常用值为1、4、8、16、24、32
    unsigned int   biCompression;  // 压缩方式，常用值为0（不压缩）和1（RLE8压缩）
    unsigned int   biSizeImage;    // 像素数据的大小，单位为字节
    unsigned int   biXPelsPerMeter;// 水平分辨率，单位为像素/米
    unsigned int   biYPelsPerMeter;// 垂直分辨率，单位为像素/米
    unsigned int   biClrUsed;      // 实际使用的颜色表中的颜色数，0表示使用所有调色板项
    unsigned int   biClrImportant; // 对图象显示有重要影响的索引数，0表示所有的调色板项都是重要的
} BITMAPINFOHEADER;

1.3 颜色表和像素数据

颜色表用来存储图像的调色板信息，它的长度由位图信息头中的biBitCount字段决定。对于24位位图而言，没有颜色表。

像素数据存储了图像每一个像素的颜色信息，它的长度由位图信息头中的biSizeImage字段决定。

2. Linux下BMP图像的读取与显示

在Linux下，我们可以使用OpenCV库来读取和显示BMP图像文件。OpenCV是一个开源的计算机视觉库，它提供了丰富的图像处理函数和工具。

2.1 安装OpenCV库

在Ubuntu系统中，我们可以使用以下命令来安装OpenCV库：

sudo apt-get install libopencv-dev

2.2 读取BMP图像文件

使用OpenCV库的C++接口可以方便地读取BMP图像文件。下面的代码示例演示了如何读取BMP图像文件：

#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
int main() {
    Mat image = imread("lena.bmp", IMREAD_COLOR);
    
    if (image.empty()) {
        printf("Failed to read image file\n");
        return -1;
    }
    
    namedWindow("Image", WINDOW_NORMAL);
    imshow("Image", image);
    waitKey(0);
    
    return 0;
}

首先，我们使用imread函数读取BMP图像文件，并将其存储在Mat类型的对象中。读取BMP图像文件时，需要指定读取的图像类型，这里我们使用IMREAD_COLOR表示读取彩色图像。如果读取失败，可以通过判断image对象是否为空来判断。

然后，我们创建一个窗口，并使用imshow函数将图像显示在窗口中。

最后，使用waitKey函数来等待用户的按键输入，当用户按下任意键时，程序继续执行。