TI DSP TMS320C66x学习笔记之TI官方读BMP程序（一）

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我是靠谱客的博主踏实大侠，最近开发中收集的这篇文章主要介绍TI DSP TMS320C66x学习笔记之TI官方读BMP程序（一），觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

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:timcsdk_2_01_02_06demosimage_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。

#ifndef BMP_UTILS_H
#define BMP_UTILS_H
#include <stdint.h>
#include <xdc/runtime/Memory.h>
#include <xdc/runtime/Error.h>
/****************************************************************************/
/*
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

/*****************************************************************************/
/**
*
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，

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

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。

/* ======================================================================== */
/*
TEXAS INSTRUMENTS, INC.
*/
/*
*/
/* ======================================================================== */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#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 %sn", _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 %sn", _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 datan");
ret_val = -1;
return ret_val;
}
if (bmp_read_header(p_input_image, &bmp_header) < 0) {
printf("Error in reading headern");
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 tablen");
ret_val = -1;
return ret_val;
}
if (bmp_read_colormap(p_input_image, &bmp_header, p_color_table) < 0) {
printf("Error in reading color mapn");
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 imagen");
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 %dn", 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%xn", 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 %dn", hdr->dib.bits_per_pixel);
return -1;
}
if(hdr->dib.compression_type != BMP_RGB) {
printf("Need a RGB type image, the image type is %dn", 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 = %dn", 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:tbluetgreentredn");
for (i = 0; i < hdr->dib.number_of_colors; i++){
printf("%d:t0x%02xt0x%02xt0x%02xn",
i,
color_table[i].blue, color_table[i].green, color_table[i].red);
}
}
#endif
return 0;
}
/****************************************************************************/
/*
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">读取图像（像素值）</span><span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">
*/</span>
/****************************************************************************/
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[i].blue
= i;
color_table[i].green = i;
color_table[i].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。