java - 如何将 BMP 图像转换为 8 位灰度图像

Question

我必须编写一个程序来读取 24 位 BMP 图像(没有 ImageIO 或任何外部库)并使其成为 8 位灰度 BMP 图像...我读到我必须更改图像的标题才能使其成为8 位，Source 1和 Source 2 。所以我读了here BitCount 字节位于 header 的 29 和 30 处，并尝试更改它们...

首先，我读取文件并生成字节 vector ，如下所示

FileInputStream image= new FileInputStream(path);
byte[] bytesImage = new byte[image.available()];
image.read(bytesImage);
image.close();

然后我获取图像标题并将其复制到新的 vector

int width = byteToInt(bytesImage[18], bytesImage[19], bytesImage[20], bytesImage[21]);
int height = byteToInt(bytesImage[22], bytesImage[23], bytesImage[24], bytesImage[25]);
int header = byteToInt(bytesImage[14], bytesImage[15], bytesImage[16], bytesImage[17]) + 14; // Add 14 for the header
vecGrey = Arrays.copyOf(bytesImage, bytesImage.length);

然后我更改 header 信息字节，使其成为 8 位 BMP，如下所示:

byte[] values = intToByte(8);
vecGrey[28] = values[0];    // This is the index for the BitCount byte 1
vecGrey[29] = values[1];    // and this one is the index for the second one.

好吧，现在问题来了，由于某种原因，如果我尝试使用不同的 header 编写 vecGrey，则无法编写带有 vecGrey header 的文件，如下所示:

FileOutputStream aGrey = new FileOutputStream(name+ "-gray.bmp");
aGrey.write(vecGrey);
aGrey.close();
// This is a method that displays the resulting image in a frame...
makeInterface(name + "-gray.bmp");

我知道我必须更改 vecGrey 中的值，但这应该可以显示不正确的输出(可能是非灰度图像或根本不是图像)。但是当我尝试读取在 makeInterface() 方法中生成的文件时，我得到了

javax.imageio.iioexception unable to read the image header

所以我认为程序无法正确读取标题，但我不知道为什么!如果我将 BitCount 值更改为 16，它仍然有效，但更改为 1、4 或 8，则不会出现相同的错误...我没有上传我的洞代码，因为它是西类牙语，但如果需要，我可以翻译并在此处进行编辑。

谢谢!

EDIT1:我只使用 640x480 24 位 BMP 图像，因此不需要检查填充。

Answer 1

将 BMP 从 24 位更改为 8 位时，您必须更改 header 中的其他几项内容，首先图像的大小会发生变化(字节 3-6)，因为您正在处理 8 位图像，因此有一个每像素字节，因此新大小应变为

headerSize {通常为 54} +(numberOfColors*4){这是用于颜色表/调色板的，我建议将其设置为 256}+width*height < em>{实际像素数}

接下来，您必须指出像素数据的偏移量，它位于颜色表/调色板之后，该值位于字节 11-14 中，新值应为:

标题大小+颜色数*4

接下来您需要修改从字节 15 开始的 BITMAPINFOHEADER，字节 15-18 应包含第二个 header 的大小，通常为 40，如果您只想转换为灰度，您可以忽略并保留一些字节不变，直到你到达字节 29 和 30，修改 bitCount(就像你已经做的那样)，然后在字节 35-38 中，据我所知，你必须输入我们已经计算出的新图像大小，字节 47-50 决定了调色板中的颜色，因为您正在进行灰度处理，所以我建议使用 256 种颜色，稍后我将解释原因。字节51-54包含重要颜色的数量，设置为0表示每种颜色都很重要。

接下来，您需要在标题旁边添加颜色表/调色板。我之所以推荐256色，是因为调色板的写法是这样的:[B,G,R,0] 其中BGR是RGB格式的蓝、绿、红颜色值，末尾有一个常量0，有256种颜色您可以制作一个调色板，将 RGB 值写入 R=G=B，这应该会产生灰色阴影。因此，在 header 旁边，您必须按升序添加这一系列新字节:

[0,0,0,0] [1,1,1,0] [2,2,2,0] [3,3,3,0] ... [255,255,255,0]

请注意，256 是计算图像新尺寸所需的颜色数，因为它是调色板中“条目”的数量。

接下来，您需要在表格/调色板之后写入新的像素数据。由于您获得的是 24 位图像，您可以提取像素矩阵并获取每个像素的 RGB 值，只需记住您有一个字节数组，其值从 -128 到 127，您需要确保您得到int 值，因此如果任何 channel 的强度 < 0，则向其添加 256 以获得 int 值，然后您可以应用一个方程来给出灰度强度:

Y' = 0.299R' + 0.587G' + 0.114B'其中Y'是灰色的强度，R G B 是红、绿、蓝的强度。

您可以对方程结果进行四舍五入，然后将其作为字节写入图像，并对原始图像中的每个像素执行相同的操作。

完成后，只需在文件末尾添加两个保留的 0，您就应该拥有 24 位图像的全新 8 位灰度图像。

希望这有帮助。

来源:您提供的来源以及: https://en.wikipedia.org/wiki/BMP_file_format https://en.wikipedia.org/wiki/Grayscale