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C++实现二进制数据转图片功能
2023-07-05 16:28:11 深夜i     --     --
C++ 二进制数据 图片转换 算法 编程实现

二进制数据是一种存储计算机信息的方式，而图片则是一种常见的表达信息的形式。将二进制数据转换成图片是一项常见的操作，特别是在计算机视觉和图像处理领域中。在本文中，我们将介绍如何使用 C++ 实现二进制数据转图片功能。

首先，我们需要知道如何将二进制数据读入程序中并进行处理。C++ 中有几种方式可以实现对二进制数据的读取，最常用的是通过文件流进行操作。我们可以使用 ifstream 从二进制文件中读取数据，并将其存储在缓冲区中。以下是一个例子：



ifstream fin("data.bin", ios::binary);


char buffer[1024];


fin.read(buffer, 1024);

以上代码将从名为 "data.bin" 的二进制文件中读取最多 1024 个字节的数据，并将其存储在名为 buffer 的字符数组中。同时，ios::binary 参数指定文件流以二进制模式进行操作，以避免因为字符编码的差异而导致数据出现混乱。

读取到二进制数据后，我们需要将其转换成图片格式。在此之前，首先需要明确使用哪种图片格式。常见的图片格式有 BMP、JPEG、PNG 等，每种格式有其自身的文件头和数据存储方式。其中，BMP 格式最为简单，其数据存储方式也最为直观，因此在本文中我们以 BMP 格式为例进行说明。

BMP 格式的文件头包含了文件类型、文件大小、像素数据的地址等信息，可以先创建一个头部结构体，定义必要的信息，如下所示：



#pragma pack(push,1)


struct BitmapHeader {


  char type[2];


  int size;


  int reserved;


  int offset;


  int header_size;


  int width;


  int height;


  short planes;


  short bpp;


  int compression;


  int imageSize;


  int xPixelsPerM;


  int yPixelsPerM;


  int colorsUsed;


  int colorsImportant;


};


#pragma pack(pop)

由于 BMP 文件头的数据类型和内存对齐方式不同于普通结构体，需要使用 pragma 指令进行设置。

接下来，我们需要进行如下操作：

1. 读取 BMP 文件头，获取图片的宽度和高度等信息。



BitmapHeader header;


fin.read(reinterpret_cast<char*>(&header), sizeof(header));


int width = header.width;


int height = header.height;

其中，使用 reinterpret_cast 将读取到的字符数组指针重新解释为 BMP 文件头类型指针，以便进行结构体的转换。

2. 读取 BMP 数据，将其转换成像素矩阵。

BMP 图片数据存放在文件头之后的一块连续的字节流中，我们可以根据图片的宽度和高度来计算出数据矩阵的大小，并将其存储在二维数组中。具体操作如下：



int rowSize = ((width * 24 + 31) / 32) * 4;


char* data = new char[rowSize * height];


fin.read(data, rowSize * height);


unsigned char** pixelData = new unsigned char*[height];


for (int i = 0; i < height; i++) {


  pixelData[i] = new unsigned char[width * 3];


  for (int j = 0; j < width; j++) {


    int offset = i * rowSize + j * 3;


    pixelData[i][j * 3] = data[offset + 2];


    pixelData[i][j * 3 + 1] = data[offset + 1];


    pixelData[i][j * 3 + 2] = data[offset];


  }


}

以上代码将从数据流中读取 BMP 数据矩阵，并将其存储在名为 pixelData 的二维数组中。由于 BMP 的存储方式和常规的 RGB 格式不同，需要进行通道的调换，以便显示正常的图片。

3. 将像素矩阵转换成图片并保存。

将存储在像素矩阵中的数据转换成图片可以使用第三方库，比如 OpenCV。在使用 OpenCV 时，只需要调用其提供的函数即可完成转换和保存。



Mat image(height, width, CV_8UC3, pixelData);


imwrite("output.bmp", image);

以上代码将名为 "output.bmp" 的图片保存到指定位置中。

实现了以上步骤后，我们可以将二进制数据转换成 BMP 格式的图片。但需要注意的是，程序内存的消耗与处理速度都会受到二进制数据和图片大小的影响，因此需要进行相应的优化。

  
  

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