TI DSP TMS320C66x学习笔记之TI官方读BMP程序（一）

Mars_WH

TI DSP TMS320C66x学习笔记之TI官方读BMP程序（一） [复制链接]

一直想认真写一下关于DSP的学习笔记，但是由于时间和惰性，徘徊许久，都没能提笔，趁着系统学习TMS320C6657的机会，在此开博，用于对自己学习的总结，也希望能跟大家分享学习心得，相互交流共同进步。

博客暂时是以自己学习过程为次序，将觉得有必要拿出来分享的经验贴出来，才疏学浅，有错误，请大家不吝赐教。

TI可以说是很厚道的一家芯片公司，大量的代码和文档给大家学习深入带来了很大方便，但也正因为资料繁多，新手往往不知从何下手。现在提供几个在线学习的网站，大部分问题都可以在这几个网站得到解决。

首先推荐TI wiki几乎所有的文档都可以通过这里一一找到，网址：http://processors.wiki.ti.com/；

其次是德州仪器在线支持社区，可以在上面提问和搜索你遇到的问题，一般提问在1-2个工作日会有TI的支持工程师解答，在此提一下，这里有很多TI支持发出来的源代码可以用于学习，网址：http://www.deyisupport.com/；

最后是TI的英文帮助社区--TI E2E Community，英文比较好的朋友，在此提问会得到更专业的回答，网址：http://e2e.ti.com/。

好了，现在进入今天的主题，TI官方提供的源代码---读BMP图像。

可以从多核开发套件的图像处理demo文件夹C:\ti\mcsdk_2_01_02_06\demos\image_processing中导入工程，读BMP图像主要是两个文件mcip_bmp_utils.c和mcip_bmp_utils.h，我的代码也是“拿来主义”，大部分与TI源代码相同，只修改部分，以适用自己的需求，期间对代码进行了详细注释，大家可以参考下，理清思路。

分析程序首先从mcip_bmp_utils.h开始，贴出BMP图像文件头定义，可以参考本博客---图像处理与模式识别分类中----BMP文件结构，即可了解。它对文件头结构体做了很好的划分，分别后续操作。觉得做得最科学的是它设计了一个原始图像数据的结构体raw_image_data_t，这个做法开始我还不太理解，后来发现，有了它可以将文件的获取和文件解码松耦合，使得原始数据可以从通过任何形式进行获取，例如，TCP、摄像头、文件系统中的原始数据，提高了读BMP图像程序模块的通用性，不仅仅限于在CCS进行软仿，而且可以脱离PC机通过TCP、摄像头之类的方式获取原始图像数据，然后进行BMP图像解码。

1. #ifndef BMP_UTILS_H
2. #define BMP_UTILS_H
4. #include <stdint.h>
5. #include <xdc/runtime/Memory.h>
6. #include <xdc/runtime/Error.h>
8. /****************************************************************************/
9. /* 位图文件头结构体 */
10. /****************************************************************************/
11. #ifdef _HOST_BUILD
12. #pragma pack(1)
13. #endif
15. typedef struct bmpfile_signature {
16. uint8_t signature[2]; /* Signature - 'BM' */
17. } bmpfile_signature_t;
19. typedef struct bmpfile_header {
20. uint32_t file_size; /* BMP图像文件的大小 */
21. uint16_t reserved1;
22. uint16_t reserved2;
23. uint32_t bitmap_offset; /* BMP图像数据的偏移地址 */
24. } bmpfile_header_t;
26. typedef struct bmpfile_dib_header {
27. uint32_t header_size; /* 本结构的大小 */
28. int32_t image_width; /* 位图的宽度 */
29. int32_t image_height; /* 位图的高度 */
30. uint16_t number_of_planes; /* Number of planes */
31. uint16_t bits_per_pixel; /* 每个像素的位数 */
32. uint32_t compression_type;/* 压缩类型 */
33. uint32_t image_size; /* 表示位图数据区域的大小以字节为单位 */
34. int32_t horizontal_resolution; /* 水平分辨率，单位像素/m */
35. int32_t vertical_resolution; /* 垂直分辨率，单位像素/m */
36. uint32_t number_of_colors; /* BMP图像使用的颜色，0表示使用全部颜色，对于256色位图来说，此值为100h=256 */
37. uint32_t important_color_count; /* Important color count */
38. } bmpfile_dib_header_t;
40. typedef struct bmp_header {
41. bmpfile_signature_t signature;
42. bmpfile_header_t file;
43. bmpfile_dib_header_t dib;
44. } bmp_header_t;
46. /****************************************************************************/
47. /* 位图RGB调色板入口结构体 */
48. /****************************************************************************/
49. typedef struct {
50. uint8_t red;
51. uint8_t green;
52. uint8_t blue;
53. uint8_t reserved;
54. } bmp_color_table_t;
55. typedef enum {
56. BMP_RGB = 0,
57. BMP_RLE8,
58. BMP_RLE4,
59. BMP_BITFIELDS,
60. BMP_JPEG,
61. BMP_PNG
62. } bmp_compression_method_e;
64. /* 原始图像数据，需要解码
65. */
67. typedef struct raw_image_data {
68. uint8_t * data;
69. uint32_t length;
70. } raw_image_data_t;

复制代码

接下来是函数外部声明

1. /*****************************************************************************/
2. /**
3. * Created on: 2015-11-9
4. * Author: HeWu
5. * 这个函数用于从文件系统中读取文件的元素数据，
6. * 参数说明：const char *_fname文件名
7. * const char *_mode读写模式
8. * 返回类型：raw_image_data_t（整个原始文件的字节数据，以及字节长度）
9. * */
10. /*****************************************************************************/
11. extern raw_image_data_t get_raw_image_data_from_file(const char *_fname, const char *_mode);
13. /*****************************************************************************/
14. /**
15. * Created on: 2015-11-9
16. * Author: HeWu
17. * 这个函数用于从raw data转换到bmp结构体，
18. * 参数说明：raw_image_data_t * p_input_image图像原始字节数据
19. * unsigned char * p_output_pixel_array图像的像素信息，用于后续处理
20. * 返回：raw_image_data_t结构体
21. * */
22. /*****************************************************************************/
23. extern int raw_data_cvt_bmp_pixels(raw_image_data_t * p_input_image,unsigned char * p_output_pixel_array);
25. /*****************************************************************************/
26. /* *
27. * 函数功能：这个函数BMP文件中读取文件头信息。
28. * 说明：函数对文件做了一些初步的检查。
29. * 如果读取文件成功返回0；
30. * 如果读取文件失败或检查失败，返回负数。
31. */
32. /*****************************************************************************/
33. extern int bmp_read_header (raw_image_data_t * image, bmp_header_t * hdr);
35. /*****************************************************************************/
36. /* *
37. * 函数说明：读取调色板。这个函数用的比较少，调色板是单色、16色和256色图像文件特有。
38. *
39. */
40. /*****************************************************************************/
41. extern int bmp_read_colormap (raw_image_data_t * image, bmp_header_t * hdr,
42. bmp_color_table_t * color_table);
44. /*****************************************************************************/
45. /* *
46. * 函数功能：读取图像（像素值），需要计算像素占用字节数。
47. * 参数说明：raw_image_data_t * image,待解码数据
48. * bmp_header_t * hdr, 文件头
49. * uint8_t * pixel_array_rgb，用于返回的像素值指针，后续图像算法就是对它进行了
50. */
51. extern int bmp_read_image (raw_image_data_t * image, bmp_header_t * hdr, uint8_t * pixel_array_rgb);
53. /*****************************************************************************/
54. /* *
55. * 函数功能：通过BMP图像，创建并将像素值保存为灰度图像。
56. * 参数说明：raw_image_data_t * image,保存结果
57. * uint8_t * pixel_array,像素值指针
58. */
59. /*****************************************************************************/
60. extern int bmp_write_gray_bmpfile (raw_image_data_t * image, uint8_t * pixel_array,
61. uint32_t width, uint32_t height);
63. /*****************************************************************************/
64. /*
65. * 函数功能：获取灰度BMP图的文件大小
66. */
67. /*****************************************************************************/
68. extern uint32_t bmp_get_gray_bmpfile_size (uint32_t width, uint32_t height);
70. #endif /*BMP_UTILS_H*/

复制代码

对一下两个函数稍作解释，

1. extern raw_image_data_t get_raw_image_data_from_file(const char *_fname, const char *_mode);

复制代码

1. extern int raw_data_cvt_bmp_pixels(raw_image_data_t * p_input_image,unsigned char * p_output_pixel_array);

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这两个函数本身不应该放在这个读bmp模块中，这是直接写来，第一个是从文件系统中获取原始图像数据（也可以从其他途径获取），第二个是将原始图像解码成像素数组（读取BMP图像的完整先bmp_read_header()函数和后bmp_read_image()函数）。

下面是mcip_bmp_utils.c函数的实现文件。

1. /* ======================================================================== */
2. /* TEXAS INSTRUMENTS, INC. */
3. /* */
4. /* ======================================================================== */
5. #include
6. #include
7. #include
8. #include "mcip_bmp_utils.h"
11. /*#define BMP_UTILS_DEBUG*/
14. /* BMP灰度图像默认文件头*/
15. static bmp_header_t default_grayscale_bmp_header = {
16. {
17. {'B', 'M'} /*signature*/
18. },
19. {
20. 263222, /*file_size*/
21. 0, 0, /*reserved1, reserved2*/
22. 1078 /*bitmap_offset*/
23. },
24. {
25. 40, /*header_size*/
26. 512, /*width*/
27. 512, /*height*/
28. 1, /*nplanes*/
29. 8, /*bitspp*/
30. 0, /*compress_type*/
31. 262144, /*bmp_bytesz*/
32. 0, /*hres*/
33. 0, /*vres*/
34. 256, /*ncolors*/
35. 0 /*nimpcolors*/
36. }
37. };
40. /*****************************************************************************/
41. /**
42. * Created on: 2015-11-9
43. * Author: HeWu
44. * 这个函数用于从文件系统中读取文件的元素数据，
45. * 返回类型包括整个文件的字节数据，以及字节长度
46. * */
47. /*****************************************************************************/
48. raw_image_data_t get_raw_image_data_from_file(const char *_fname, const char *_mode)
49. {
50. Error_Block eb;
51. Error_init(&eb);
52. FILE * fpr = 0;
53. raw_image_data_t raw_image = {0, 0};
54. uint32_t read_length = 0;
55. int ret_val = 0;
58. fpr = fopen(_fname, _mode);
59. if(!fpr) {
60. printf("Unable to open image file %s\n", _fname);
61. }
64. fseek(fpr, 0, SEEK_END);
65. raw_image.length = ftell(fpr);
66. fseek(fpr, 0, SEEK_SET);
69. /**
70. * 之所以用这个Memory_alloc(),而不用malloc(),
71. * 是为了放置内存碎片化，还是用TI提供的函数咯
72. * */
73. raw_image.data = (uint8_t*)Memory_alloc(NULL,raw_image.length,0,&eb);
74. if(!raw_image.data) {
75. printf("Unable allocate buffer for raw image file read (%s)\n", _fname);
76. }
79. //fread()返回的是已读取的字节数，ret_val用于指针移动和检查
80. do {
81. ret_val = fread(raw_image.data + read_length, 1, raw_image.length - read_length, fpr);
82. if (!ret_val) {
83. printf("Unable read the raw image file %s\n", _fname);
84. }
85. read_length += ret_val;
86. } while (read_length < raw_image.length);
87. return raw_image;//返回原始图像数据
88. }
89. /*****************************************************************************/
90. /**
91. * Created on: 2015-11-9
92. * Author: HeWu
93. * 这个函数用于从raw data转换到bmp结构体，
94. * 返回类型包括像素数据指针
95. * */
96. /*****************************************************************************/
97. extern int raw_data_cvt_bmp_pixels(raw_image_data_t * p_input_image,unsigned char * p_output_pixel_array)
98. {
99. Error_Block eb;
100. Error_init(&eb);
101. bmp_color_table_t * p_color_table = 0;
102. bmp_header_t bmp_header;
103. uint8_t * pixel_array_rgb = 0;
104. int color_table_size,pixel_array_rgb_size;
105. int pixel_size, row_width;
106. int i, j, ret_val = 0;
108. if ((p_input_image == 0) || (p_input_image->length == 0) || (p_input_image->data == 0)) {
109. printf("Invalid BMP image data\n");
110. ret_val = -1;
111. return ret_val;
112. }
115. if (bmp_read_header(p_input_image, &bmp_header) < 0) {
116. printf("Error in reading header\n");
117. ret_val = -1;
118. return ret_val;
119. }
122. pixel_size = bmp_header.dib.bits_per_pixel / 8;//一个像素的字节数
123. row_width = bmp_header.dib.image_width * pixel_size;//一行的字节数
126. /*读调色板，现在很多bmp图像都没有调色板，可以忽略这一部分*/
127. if (bmp_header.dib.number_of_colors) {
128. /* Color table present */
129. color_table_size = sizeof(bmp_color_table_t) * bmp_header.dib.number_of_colors;
130. p_color_table = (bmp_color_table_t *)Memory_alloc(NULL,color_table_size,0,&eb);
131. if(!p_color_table) {
132. printf("Can't allocate memory for color table\n");
133. ret_val = -1;
134. return ret_val;
135. }
136. if (bmp_read_colormap(p_input_image, &bmp_header, p_color_table) < 0) {
137. printf("Error in reading color map\n");
138. ret_val = -1;
139. return ret_val;
140. }
141. }
144. /* 读像素数据 ,直接由第二个参数传入指针，不用在此分配内存*/
145. if (bmp_read_image (p_input_image, &bmp_header, p_output_pixel_array) < 0) {
146. printf("Error in reading pixel image\n");
147. ret_val = -1;
148. return ret_val;
149. }
152. }
155. /****************************************************************************/
156. /* 读BMP信息头 */
157. /****************************************************************************/
158. int bmp_read_header (raw_image_data_t * image, bmp_header_t * hdr)
159. {
160. /*如果文件头结构体大于原始图像数据大小，则是无效图像*/
161. if (image->length <
162. sizeof(bmpfile_signature_t) + sizeof(bmpfile_header_t) + sizeof(bmpfile_dib_header_t)) {
163. printf ("Insufficient Image Buffer Length %d\n", image->length);
164. return -1;
165. }
168. /*将原始图像数据解码到三个BMP文件头结构体*/
169. memcpy(&(hdr->signature), image->data, sizeof(bmpfile_signature_t));
170. memcpy(&(hdr->file), image->data + sizeof(bmpfile_signature_t),
171. sizeof(bmpfile_header_t));
172. memcpy(&(hdr->dib), image->data + sizeof(bmpfile_signature_t) + sizeof(bmpfile_header_t),
173. sizeof(bmpfile_dib_header_t));
175. /*做一些检查，自己看英文咯*/
176. if((hdr->signature.signature[0] != 'B') || (hdr->signature.signature[1] != 'M')) {
177. printf("Incorrect MAGIC number 0x%x 0x%x\n", hdr->signature.signature[0], hdr->signature.signature[1]);
178. return -1;
179. }
182. if((hdr->dib.bits_per_pixel != 8) && (hdr->dib.bits_per_pixel != 24)) {
183. printf("Only 8 or 24 bits per pixel supported, the image bpp is %d\n", hdr->dib.bits_per_pixel);
184. return -1;
185. }
188. if(hdr->dib.compression_type != BMP_RGB) {
189. printf("Need a RGB type image, the image type is %d\n", hdr->dib.compression_type);
190. return -1;
191. }
193. return 0;
194. }
197. /****************************************************************************/
198. /* 读BMP调色板 */
199. /****************************************************************************/
200. int bmp_read_colormap (raw_image_data_t * image, bmp_header_t * hdr,
201. bmp_color_table_t * color_table)
202. {
203. int index;
206. if(hdr->dib.number_of_colors == 0) {
207. printf("Color table can't be read, ncolors = %d\n", hdr->dib.number_of_colors);
208. return -1;
209. }
212. index = sizeof(bmpfile_signature_t) + sizeof(bmpfile_header_t) + hdr->dib.header_size;
215. memcpy(color_table, image->data + index, sizeof(bmp_color_table_t) * hdr->dib.number_of_colors);
218. #if BMP_UTILS_DEBUG
219. {
220. int i;
221. printf("Color Table:\nindex:\tblue\tgreen\tred\n");
222. for (i = 0; i < hdr->dib.number_of_colors; i++){
223. printf("%d:\t0x%02x\t0x%02x\t0x%02x\n",
224. i, color_table[i].blue, color_table[i].green, color_table[i].red);
225. }
226. }
227. #endif
228. return 0;
229. }
232. /****************************************************************************/
233. /* 读取图像（像素值） */
234. /****************************************************************************/
235. int bmp_read_image (raw_image_data_t * image, bmp_header_t * hdr, uint8_t * pixel_array_rgb)
236. {
237. int i;
238. int index;
239. int pixel_size = hdr->dib.bits_per_pixel / 8;//一个像素字节数
240. int row_width = hdr->dib.image_width * pixel_size;//一行字节数
241. int row_width_with_pad = ((row_width) + 3) & (~3);//这里不懂？一下跳四个字节？应该是对齐？
244. for(i = 0; i < hdr->dib.image_height; i++) {
245. /*index从原始图像数据最后一行开始，与bmp结构有关，自己查*/
246. index = hdr->file.bitmap_offset + (row_width_with_pad * (hdr->dib.image_height - i - 1));
247. /*读取row_width个字节，将原始图像数据最后一行当做真实图像pixel_array_rgb像素值的第一行*/
248. memcpy(pixel_array_rgb + (i * row_width), image->data + index, row_width);
250. }
251. return 0;
252. }
255. /****************************************************************************/
256. /* 存储灰度图像到文件中 */
257. /****************************************************************************/
258. int bmp_write_gray_bmpfile (raw_image_data_t * image, uint8_t * pixel_array,
259. uint32_t width, uint32_t height)
260. {
261. int i;
262. int index = 0;
263. int row_width_with_pad = (width + 3) & (~3);
264. int pad_size = row_width_with_pad - width;
265. bmp_color_table_t * color_table = 0;
266. uint8_t * pad_array = 0;
267. bmp_header_t hdr = default_grayscale_bmp_header;
268. int ret_val = 0;
271. if(pad_size) {
272. pad_array = calloc(pad_size, 1);
273. }
276. hdr.dib.image_height = height;
277. hdr.dib.image_width = width;
278. hdr.dib.image_size = (row_width_with_pad * hdr.dib.image_height);
281. color_table = calloc(sizeof(bmp_color_table_t), hdr.dib.number_of_colors);
284. for(i = 0; i < hdr.dib.number_of_colors; i++) {
285. color_table[i].blue = i;
286. color_table[i].green = i;
287. color_table[i].red = i;
288. }
291. hdr.file.file_size =
292. sizeof(bmpfile_signature_t) + sizeof(bmpfile_header_t)
293. + hdr.dib.header_size
294. + (sizeof(bmp_color_table_t) * hdr.dib.number_of_colors)
295. + (row_width_with_pad * hdr.dib.image_height);
296. hdr.file.bitmap_offset =
297. sizeof(bmpfile_signature_t)
298. + sizeof(bmpfile_header_t) + hdr.dib.header_size
299. + (sizeof(bmp_color_table_t) * hdr.dib.number_of_colors);
302. if (image->length < hdr.file.file_size) {
303. printf("Insufficient image array size %d (expected %d)",
304. image->length, hdr.file.file_size);
305. ret_val = -1;
306. goto close_n_exit;
307. }
310. memcpy(image->data, &hdr.signature, sizeof(bmpfile_signature_t));
311. index = sizeof(bmpfile_signature_t);
312. memcpy(image->data + index, &hdr.file, sizeof(bmpfile_header_t));
313. index += sizeof(bmpfile_header_t);
314. memcpy(image->data + index, &hdr.dib, sizeof(bmpfile_dib_header_t));
315. index += sizeof(bmpfile_dib_header_t);
316. memcpy(image->data + index, color_table, sizeof(bmp_color_table_t) * hdr.dib.number_of_colors);
317. index += sizeof(bmp_color_table_t) * hdr.dib.number_of_colors;
320. for(i = hdr.dib.image_height - 1; i >= 0; i--) {
321. memcpy(image->data + index, pixel_array + (hdr.dib.image_width * i), hdr.dib.image_width);
322. index += hdr.dib.image_width;
323. if (pad_size) {
324. memcpy(image->data + index, pad_array, pad_size);
325. index += pad_size;
326. }
327. }
330. ret_val = 0;
333. close_n_exit:
334. if(color_table) free(color_table);
335. if(pad_array) free(pad_array);
338. return ret_val;
339. }
342. /****************************************************************************/
343. /* 获取灰度图像文件的文件大小 */
344. /****************************************************************************/
345. uint32_t bmp_get_gray_bmpfile_size (uint32_t width, uint32_t height)
346. {
347. int row_width_with_pad = (width + 3) & (~3);
348. /*默认bmp文件头，修改一些信息，返回真实图像文件大小*/
349. bmp_header_t hdr = default_grayscale_bmp_header;
352. return(sizeof(bmpfile_signature_t) + sizeof(bmpfile_header_t)
353. + hdr.dib.header_size
354. + (sizeof(bmp_color_table_t) * hdr.dib.number_of_colors)
355. + (row_width_with_pad * height));
356. }

复制代码