上个学期，用openCV做了一个OCR的课程设计，主要就是对图片验证码进行识别。最近新开学闲来无事，想想还是整理一下比较好，不过毕竟过了一个寒假，有些东西可能记得不是太清，如果有错误还望多多包涵。首先还是用具体的bmp格式来介绍一下图片的基本知识。
在计算机图形学里，位图就是一个像素的矩阵，矩阵中的每一个点都是各种颜色的点，最后总体上来看就是一副图像。如何显示每一个像素的具体颜色，有很多种颜色空间，最常见的就是RGB，每一个像素含有三个分量——R,G,B，分别代表红、绿和蓝三种颜色，三个分量的值的具体的大小就代表三种颜色的深浅，而最终该像素显示出来的颜色就是这三种颜色混合而成的。
BMP图片种每个像素的颜色就是以位图的形式储存的，bmp文件主要是由三部分组成，最开始是文件头，54个字节固定大小，包含了图片的最基本信息，包括图片的分辨率、数据位长度等信息；第二部分是调色板，如果位图长度位24位那么就不需要调色板；文件的最后也是位图文件的关键部分就是每一个像素的颜色数据。
所有的BMP位图文件的文件头的格式都是一样的，54个字节，分别为文件头（14个字节）和信息头（40个字节），文件头被封装在BITMAPFILEHEADER数据结构中，信息头则封装在BITMAPINFOHEADER中。
文件头顾名思义，保存在文件的最开始，BMP文件载入内存后最前面的54个字节就是文件头了，文件头存储着该BMP文件的重要信息，具体的数据结构在下面给出：
//file header from 0 to 13 byte文件头和信息头的数据结构里面的变量具体表示什么意义，都有注释。其中比较重要的就是位图文件的width和height，每一个像素颜色是多少位（BitCount）等。如果一个像素的颜色有1位，那么这个图像就是二值图像，黑白两色；如果一个像素颜色有8位，那么这个图像一般就是灰度图，一共有256个值可选；如果是24位，那么就是较为常见的彩色图像。由于代码是在Linux环境下编写的，所以这里用到的数据类型都是Linux的数据类型，比如4字节就是u_int32_t，在windows环境下，长度也是一样的，只是类型的声明不太一样。
typedef struct _BITMAPFILEHEADER
{
u_int16_t bfType; //file type
u_int32_t bfSize; //file size
u_int16_t bfReserved1; //reserved word 1
u_int16_t bfReserved2; //reserved word 2
u_int32_t bfOffBits; //offset of bit date
}FileHeader;
//info header from 14 to 53 byte
typedef struct _BITMAPINFOHEADER
{
u_int32_t biSize; //bytes of this struct
u_int32_t biWidth; //width in pixel
u_int32_t biHeight; //height in pixel
u_int16_t biPlanes;
u_int16_t biBitCount; //bit need of each pixel
u_int32_t biCompression; //type of bitmap compression
u_int32_t biSizeImage; //size of bitmap in byte
u_int32_t biXPelsPerMeter;
u_int32_t biYPelsPerMeter;
u_int32_t biClrUsed; //number of color used in color table
u_int32_t biClrImportant; //important color
}InfoHeader;
接下来是调色板，除了24位BMP图片没有调色板之外，其他情况下一般都有调色板，如果一个位图文件是8位的，那么调色板的大小应该是2^8=256种。使用调色板的好处就是用什么颜色存储什么颜色，每一种颜色都对应一个号，标记每个像素的颜色的时候，只需要存储这个颜色在调色板中的id，而不需要将该颜色所有的rgb分量都存储进来。比如在256色灰度图种，每一个灰度值对应的r、g和b都是相等的，分别取0-255（灰度位1则rgb都为1），这样每个像素只需要8位便可以表示该像素的颜色了。
调色板的数据结构如下：
//quad
typedef struct _RGBQUAD
{
u_int8_t rgbBlue;
u_int8_t rgbGreen;
u_int8_t rgbRed;
u_int8_t rgbReserved;
}RgbQuad;
最后就是具体的每个像素对应的颜色值了，根据文件头的属性，图片从左上角第一个从左到右、从上到下一排一排，每个像素的位图值以此排列。