如何在c语言中读取图像的像素？

Question

如何在c语言中读取图像的像素？

c

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假设我们的位图图像高度为M，宽度为N。在此实验中，我们将始终假设宽度N是4的倍数，这简化了文件中的字节布局。对于此图像，像素数组以以下方式精确地存储3 x N x M字节：

每组3个字节表示一个像素，其中字节按顺序存储像素的蓝色、绿色和红色值。

像素按行分组。例如，像素数组中前3 x N个字节表示图像最上面一行的像素。

pixel_array_offset 是像素数组开始的位置。

给出如下struct pixel：

struct pixel {
    unsigned char blue;
    unsigned char green;
    unsigned char red;
};

以下是实现该功能的要求：

/*
 * Read in pixel array by following these instructions:
 *
 * 1. First, allocate space for m "struct pixel *" values, where m is the
 *    height of the image.  Each pointer will eventually point to one row of
 *    pixel data.
 * 2. For each pointer you just allocated, initialize it to point to
 *    heap-allocated space for an entire row of pixel data.
 * 3. ...
 * 4. ...
 */
struct pixel **read_pixel_array(FILE *image, int pixel_array_offset, int width, int height) {

}

首先，为m个"struct pixel *"值分配空间。我认为它实际上是为像素值数组分配空间。因此我放置了:

unsigned char **ptrs = height * malloc(sizeof(struct pixel));

对于第二步，我不太明白我应该做什么。我认为我需要一个for循环来为所有像素数据的行分配空间。但是我不知道里面应该放什么。

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

        }

- user8314628

你确定你的图像是无符号字符吗？也就是说，所有像素值都在0-255之间？你应该将其设置为模板，以便它可以处理许多不同类型的图像。许多图像可以是无符号短整型、短整型、浮点型，并且需要按照特定的方式分配。要为像素数组分配空间，你需要这样做：unsigned char* image = new unsigned char[width_of_image * height_of_image]。此外，你是如何读取GDAL、libjpg、libnt2等内容的呢？有许多不同类型的图像。每种类型都有自己的库，你需要使用这些库来打开头文件以获取元数据/读取数据。 - Omid CompSCI

注意：对于 BMP 图像，文件中的行长度始终是 4 字节的倍数，称为“步幅”。因此，如果图像宽度为 11 像素，则需要 36 字节的存储空间来存储 33 个 BGR 字节。你的示例通过“在本实验中，我们将始终假设宽度 N 是 4 的倍数，这简化了文件中的字节布局”来回避这个问题。 - Weather Vane

@ Weather Vane 我不熟悉这个图像。但我只是在开头添加了更多的需求信息。希望这样会让您更清楚。 - user8314628

第一步是为每行内存分配指针数组的空间。然后，您需要为这些指针中的每一个分配内存以创建一个结构体数组。 - Weather Vane

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所以从技术上讲，第一步是为 m "struct pixel *" 分配空间。m x struct pixel * 如何变成 unsigned char **ptrs？也许是 struct pixel **ptrs？（现在从技术上讲，由于指针就是指针就是指针，而且它是一个 char 类型，所以你不会违反严格别名规则，因此你很幸运）。 - David C. Rankin

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1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Code-Apprentice · Accepted Answer

如果您想分配一个二维数组，首先需要分配一个struct pixel *类型的数组：

struct pixel **ptrs = malloc(height * sizeof(struct pixel*));

这里需要注意几个更改:

你正在为struct pixel分配指针，而不是unsigned char。
malloc()返回指针。将指针乘以整数是无效的。
乘法在括号中，因为它有助于计算要分配的正确字节数。

接下来，您需要为2D数组中的每一行分配一个struct pixel数组：

for (int i=0, i<height, i++) {
    ptrs[i] = malloc(width * sizeof(struct pixel));
}

现在数组已经完全分配好了，您可以用数据填充它了：

ptrs[5][6] = { 255, 0, 0}; // a blue pixel

最后，记得在程序退出前释放所有指针：free()。

for (int i=0, i<height, i++) {
    free(ptrs[i]);
}

free(ptrs);