TMS320C66x学习笔记之TI官方读BMP程序

Aguilera

TMS320C66x学习笔记之TI官方读BMP程序 [复制链接]

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。

[cpp] view plain copy

• #ifndef BMP_UTILS_H
• #define BMP_UTILS_H
• #include
• #include
• #include
• /****************************************************************************/
• /* 位图文件头结构体 */
• /****************************************************************************/
• #ifdef _HOST_BUILD
• #pragma pack(1)
• #endif
• typedef struct bmpfile_signature {
• uint8_t signature[2]; /* Signature - 'BM' */
• } bmpfile_signature_t;
• typedef struct bmpfile_header {
• uint32_t file_size; /* BMP图像文件的大小 */
• uint16_t reserved1;
• uint16_t reserved2;
• uint32_t bitmap_offset; /* BMP图像数据的偏移地址 */
• } bmpfile_header_t;
• typedef struct bmpfile_dib_header {
• uint32_t header_size; /* 本结构的大小 */
• int32_t image_width; /* 位图的宽度 */
• int32_t image_height; /* 位图的高度 */
• uint16_t number_of_planes; /* Number of planes */
• uint16_t bits_per_pixel; /* 每个像素的位数 */
• uint32_t compression_type;/* 压缩类型 */
• uint32_t image_size; /* 表示位图数据区域的大小以字节为单位 */
• int32_t horizontal_resolution; /* 水平分辨率，单位像素/m */
• int32_t vertical_resolution; /* 垂直分辨率，单位像素/m */
• 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 */
• uint32_t important_color_count; /* Important color count */
• } bmpfile_dib_header_t;
• typedef struct bmp_header {
• bmpfile_signature_t signature;
• bmpfile_header_t file;
• bmpfile_dib_header_t dib;
• } bmp_header_t;
• /****************************************************************************/
• /* 位图RGB调色板入口结构体 */
• /****************************************************************************/
• typedef struct {
• uint8_t red;
• uint8_t green;
• uint8_t blue;
• uint8_t reserved;
• } bmp_color_table_t;
• typedef enum {
• BMP_RGB = 0,
• BMP_RLE8,
• BMP_RLE4,
• BMP_BITFIELDS,
• BMP_JPEG,
• BMP_PNG
• } bmp_compression_method_e;
• /* 原始图像数据，需要解码
• */
• typedef struct raw_image_data {
• uint8_t * data;
• uint32_t length;
• } raw_image_data_t;

接下来是函数外部声明 [cpp] view plain copy

• /*****************************************************************************/
• /**
• * Created on: 2015-11-9
• * Author: HeWu
• * 这个函数用于从文件系统中读取文件的元素数据，
• * 参数说明：const char *_fname文件名
• * const char *_mode读写模式
• * 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）
• * */
• /*****************************************************************************/
• extern raw_image_data_t get_raw_image_data_from_file(const char *_fname, const char *_mode);
• /*****************************************************************************/
• /**
• * Created on: 2015-11-9
• * Author: HeWu
• * 这个函数用于从raw data转换到bmp结构体，
• * 参数说明：raw_image_data_t * p_input_image图像原始字节数据
• * unsigned char * p_output_pixel_array图像的像素信息，用于后续处理
• * 返回：raw_image_data_t结构体
• * */
• /*****************************************************************************/
• extern int raw_data_cvt_bmp_pixels(raw_image_data_t * p_input_image,unsigned char * p_output_pixel_array);
• /*****************************************************************************/
• /* *
• * 函数功能：这个函数BMP文件中读取文件头信息。
• * 说明：函数对文件做了一些初步的检查。
• * 如果读取文件成功返回0；
• * 如果读取文件失败或检查失败，返回负数。
• */
• /*****************************************************************************/
• extern int bmp_read_header (raw_image_data_t * image, bmp_header_t * hdr);
• /*****************************************************************************/
• /* *
• * 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。
• *
• */
• /*****************************************************************************/
• extern int bmp_read_colormap (raw_image_data_t * image, bmp_header_t * hdr,
• bmp_color_table_t * color_table);
• /*****************************************************************************/
• /* *
• * 函数功能：读取图像（像素值），需要计算像素占用字节数。
• * 参数说明：raw_image_data_t * image,待解码数据
• * bmp_header_t * hdr, 文件头
• * 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
• */
• extern int bmp_read_image (raw_image_data_t * image, bmp_header_t * hdr, uint8_t * pixel_array_rgb);
• /*****************************************************************************/
• /* *
• * 函数功能：通过BMP图像，创建并将像素值保存为灰度图像。
• * 参数说明：raw_image_data_t * image,保存结果
• * uint8_t * pixel_array,像素值指针
• */
• /*****************************************************************************/
• extern int bmp_write_gray_bmpfile (raw_image_data_t * image, uint8_t * pixel_array,
• uint32_t width, uint32_t height);
• /*****************************************************************************/
• /*
• * 函数功能：获取灰度BMP图的文件大小
• */
• /*****************************************************************************/
• extern uint32_t bmp_get_gray_bmpfile_size (uint32_t width, uint32_t height);
• #endif /*BMP_UTILS_H*/

对一下两个函数稍作解释，[cpp] view plain copy

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

[cpp] view plain copy

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

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。

[cpp] view plain copy

• /* ======================================================================== */
• /* TEXAS INSTRUMENTS, INC. */
• /* */
• /* ======================================================================== */
• #include
• #include
• #include
• #include "mcip_bmp_utils.h"
• /*#define BMP_UTILS_DEBUG*/
• /* BMP灰度图像默认文件头*/
• static bmp_header_t default_grayscale_bmp_header = {
• {
• {'B', 'M'} /*signature*/
• },
• {
• 263222, /*file_size*/
• 0, 0, /*reserved1, reserved2*/
• 1078 /*bitmap_offset*/
• },
• {
• 40, /*header_size*/
• 512, /*width*/
• 512, /*height*/
• 1, /*nplanes*/
• 8, /*bitspp*/
• 0, /*compress_type*/
• 262144, /*bmp_bytesz*/
• 0, /*hres*/
• 0, /*vres*/
• 256, /*ncolors*/
• 0 /*nimpcolors*/
• }
• };
• /*****************************************************************************/
• /**
• * Created on: 2015-11-9
• * Author: HeWu
• * 这个函数用于从文件系统中读取文件的元素数据，
• * 返回类型包括整个文件的字节数据，以及字节长度
• * */
• /*****************************************************************************/
• raw_image_data_t get_raw_image_data_from_file(const char *_fname, const char *_mode)
• {
• Error_Block eb;
• Error_init(&eb);
• FILE * fpr = 0;
• raw_image_data_t raw_image = {0, 0};
• uint32_t read_length = 0;
• int ret_val = 0;
• fpr = fopen(_fname, _mode);
• if(!fpr) {
• printf("Unable to open image file %s\n", _fname);
• }
• fseek(fpr, 0, SEEK_END);
• raw_image.length = ftell(fpr);
• fseek(fpr, 0, SEEK_SET);
• /**
• * 之所以用这个Memory_alloc(),而不用malloc(),
• * 是为了放置内存碎片化，还是用TI提供的函数咯
• * */
• raw_image.data = (uint8_t*)Memory_alloc(NULL,raw_image.length,0,&eb);
• if(!raw_image.data) {
• printf("Unable allocate buffer for raw image file read (%s)\n", _fname);
• }
• //fread()返回的是已读取的字节数，ret_val用于指针移动和检查
• do {
• ret_val = fread(raw_image.data + read_length, 1, raw_image.length - read_length, fpr);
• if (!ret_val) {
• printf("Unable read the raw image file %s\n", _fname);
• }
• read_length += ret_val;
• } while (read_length < raw_image.length);
• return raw_image;//返回原始图像数据
• }
• /*****************************************************************************/
• /**
• * Created on: 2015-11-9
• * Author: HeWu
• * 这个函数用于从raw data转换到bmp结构体，
• * 返回类型包括像素数据指针
• * */
• /*****************************************************************************/
• extern int raw_data_cvt_bmp_pixels(raw_image_data_t * p_input_image,unsigned char * p_output_pixel_array)
• {
• Error_Block eb;
• Error_init(&eb);
• bmp_color_table_t * p_color_table = 0;
• bmp_header_t bmp_header;
• uint8_t * pixel_array_rgb = 0;
• int color_table_size,pixel_array_rgb_size;
• int pixel_size, row_width;
• int i, j, ret_val = 0;
• if ((p_input_image == 0) || (p_input_image->length == 0) || (p_input_image->data == 0)) {
• printf("Invalid BMP image data\n");
• ret_val = -1;
• return ret_val;
• }
• if (bmp_read_header(p_input_image, &bmp_header) < 0) {
• printf("Error in reading header\n");
• ret_val = -1;
• return ret_val;
• }
• pixel_size = bmp_header.dib.bits_per_pixel / 8;//一个像素的字节数
• row_width = bmp_header.dib.image_width * pixel_size;//一行的字节数
• /*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*/
• if (bmp_header.dib.number_of_colors) {
• /* Color table present */
• color_table_size = sizeof(bmp_color_table_t) * bmp_header.dib.number_of_colors;
• p_color_table = (bmp_color_table_t *)Memory_alloc(NULL,color_table_size,0,&eb);
• if(!p_color_table) {
• printf("Can't allocate memory for color table\n");
• ret_val = -1;
• return ret_val;
• }
• if (bmp_read_colormap(p_input_image, &bmp_header, p_color_table) < 0) {
• printf("Error in reading color map\n");
• ret_val = -1;
• return ret_val;
• }
• }
• /* 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*/
• if (bmp_read_image (p_input_image, &bmp_header, p_output_pixel_array) < 0) {
• printf("Error in reading pixel image\n");
• ret_val = -1;
• return ret_val;
• }
• }
• /****************************************************************************/
• /* 读BMP信息头 */
• /****************************************************************************/
• int bmp_read_header (raw_image_data_t * image, bmp_header_t * hdr)
• {
• /*如果文件头结构体大于原始图像数据大小，则是无效图像*/
• if (image->length <
• sizeof(bmpfile_signature_t) + sizeof(bmpfile_header_t) + sizeof(bmpfile_dib_header_t)) {
• printf ("Insufficient Image Buffer Length %d\n", image->length);
• return -1;
• }
• /*将原始图像数据解码到三个BMP文件头结构体*/
• memcpy(&(hdr->signature), image->data, sizeof(bmpfile_signature_t));
• memcpy(&(hdr->file), image->data + sizeof(bmpfile_signature_t),
• sizeof(bmpfile_header_t));
• memcpy(&(hdr->dib), image->data + sizeof(bmpfile_signature_t) + sizeof(bmpfile_header_t),
• sizeof(bmpfile_dib_header_t));
• /*做一些检查，自己看英文咯*/
• if((hdr->signature.signature[0] != 'B') || (hdr->signature.signature[1] != 'M')) {
• printf("Incorrect MAGIC number 0x%x 0x%x\n", hdr->signature.signature[0], hdr->signature.signature[1]);
• return -1;
• }
• if((hdr->dib.bits_per_pixel != 8) && (hdr->dib.bits_per_pixel != 24)) {
• printf("Only 8 or 24 bits per pixel supported, the image bpp is %d\n", hdr->dib.bits_per_pixel);
• return -1;
• }
• if(hdr->dib.compression_type != BMP_RGB) {
• printf("Need a RGB type image, the image type is %d\n", hdr->dib.compression_type);
• return -1;
• }
• return 0;
• }
• /****************************************************************************/
• /* 读BMP调色板 */
• /****************************************************************************/
• int bmp_read_colormap (raw_image_data_t * image, bmp_header_t * hdr,
• bmp_color_table_t * color_table)
• {
• int index;
• if(hdr->dib.number_of_colors == 0) {
• printf("Color table can't be read, ncolors = %d\n", hdr->dib.number_of_colors);
• return -1;
• }
• index = sizeof(bmpfile_signature_t) + sizeof(bmpfile_header_t) + hdr->dib.header_size;
• memcpy(color_table, image->data + index, sizeof(bmp_color_table_t) * hdr->dib.number_of_colors);
• #if BMP_UTILS_DEBUG
• {
• int i;
• printf("Color Table:\nindex:\tblue\tgreen\tred\n");
• for (i = 0; i < hdr->dib.number_of_colors; i++){
• printf("%d:\t0x%02x\t0x%02x\t0x%02x\n",
• i, color_table.blue, color_table.green, color_table.red);
• }
• }
• #endif
• return 0;
• }
• /****************************************************************************/
• /* 读取图像（像素值） */
• /****************************************************************************/
• int bmp_read_image (raw_image_data_t * image, bmp_header_t * hdr, uint8_t * pixel_array_rgb)
• {
• int i;
• int index;
• int pixel_size = hdr->dib.bits_per_pixel / 8;//一个像素字节数
• int row_width = hdr->dib.image_width * pixel_size;//一行字节数
• 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？
• for(i = 0; i < hdr->dib.image_height; i++) {
• /*index从原始图像数据最后一行开始，与bmp结构有关，自己查*/
• index = hdr->file.bitmap_offset + (row_width_with_pad * (hdr->dib.image_height - i - 1));
• /*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*/
• memcpy(pixel_array_rgb + (i * row_width), image->data + index, row_width);
• }
• return 0;
• }
• /****************************************************************************/
• /* 存储灰度图像到文件中 */
• /****************************************************************************/
• int bmp_write_gray_bmpfile (raw_image_data_t * image, uint8_t * pixel_array,
• uint32_t width, uint32_t height)
• {
• int i;
• int index = 0;
• int row_width_with_pad = (width + 3) & (~3);
• int pad_size = row_width_with_pad - width;
• bmp_color_table_t * color_table = 0;
• uint8_t * pad_array = 0;
• bmp_header_t hdr = default_grayscale_bmp_header;
• int ret_val = 0;
• if(pad_size) {
• pad_array = calloc(pad_size, 1);
• }
• hdr.dib.image_height = height;
• hdr.dib.image_width = width;
• hdr.dib.image_size = (row_width_with_pad * hdr.dib.image_height);
• color_table = calloc(sizeof(bmp_color_table_t), hdr.dib.number_of_colors);
• for(i = 0; i < hdr.dib.number_of_colors; i++) {
• color_table.blue = i;
• color_table.green = i;
• color_table.red = i;
• }
• hdr.file.file_size =
• sizeof(bmpfile_signature_t) + sizeof(bmpfile_header_t)
• + hdr.dib.header_size
• + (sizeof(bmp_color_table_t) * hdr.dib.number_of_colors)
• + (row_width_with_pad * hdr.dib.image_height);
• hdr.file.bitmap_offset =
• sizeof(bmpfile_signature_t)
• + sizeof(bmpfile_header_t) + hdr.dib.header_size
• + (sizeof(bmp_color_table_t) * hdr.dib.number_of_colors);
• if (image->length < hdr.file.file_size) {
• printf("Insufficient image array size %d (expected %d)",
• image->length, hdr.file.file_size);
• ret_val = -1;
• goto close_n_exit;
• }
• memcpy(image->data, &hdr.signature, sizeof(bmpfile_signature_t));
• index = sizeof(bmpfile_signature_t);
• memcpy(image->data + index, &hdr.file, sizeof(bmpfile_header_t));
• index += sizeof(bmpfile_header_t);
• memcpy(image->data + index, &hdr.dib, sizeof(bmpfile_dib_header_t));
• index += sizeof(bmpfile_dib_header_t);
• memcpy(image->data + index, color_table, sizeof(bmp_color_table_t) * hdr.dib.number_of_colors);
• index += sizeof(bmp_color_table_t) * hdr.dib.number_of_colors;
• for(i = hdr.dib.image_height - 1; i >= 0; i--) {
• memcpy(image->data + index, pixel_array + (hdr.dib.image_width * i), hdr.dib.image_width);
• index += hdr.dib.image_width;
• if (pad_size) {
• memcpy(image->data + index, pad_array, pad_size);
• index += pad_size;
• }
• }
• ret_val = 0;
• close_n_exit:
• if(color_table) free(color_table);
• if(pad_array) free(pad_array);
• return ret_val;
• }
• /****************************************************************************/
• /* 获取灰度图像文件的文件大小 */
• /****************************************************************************/
• uint32_t bmp_get_gray_bmpfile_size (uint32_t width, uint32_t height)
• {
• int row_width_with_pad = (width + 3) & (~3);
• /*默认bmp文件头，修改一些信息，返回真实图像文件大小*/
• bmp_header_t hdr = default_grayscale_bmp_header;
• return(sizeof(bmpfile_signature_t) + sizeof(bmpfile_header_t)
• + hdr.dib.header_size
• + (sizeof(bmp_color_table_t) * hdr.dib.number_of_colors)
• + (row_width_with_pad * height));
• }

这里就不解释了直接看注释。

需要源代码的朋友，可以留言。谢谢支持。