灰度图像的BMP格式是什么？

Question

什么是BMP格式的灰度图像（特别是每像素16位）？wikipedia只讨论了bmp的彩色图像。

更新： 仅供更新和未来访问者参考，我选择使用PGM，因为它是无压缩的并且支持16位灰度。另一个选项是使用PNG，但它会压缩数据（这不是我想要的），如here所讨论的那样。 还请注意，由于大多数显示器只支持256种颜色而不是4096种颜色，因此图像可能会出现失真。因此，图像将饱和。 然而令人惊讶的是，在16位灰度图像方面，BMP几乎是无能为力的。 感谢帮助我理解问题的人们。

- gpuguy

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如果您想要16位灰度图像，需要使用不同的格式 - 我建议使用PNG。 - Paul R

它是无损压缩吗？ - gpuguy

是的，PNG是无损的 - 它使用zlib进行压缩：https://en.wikipedia.org/wiki/Portable_Network_Graphics - Paul R

这篇帖子已经七年了，但PNG压缩是无损的并使用zlib。可以指定zlib使用压缩级别0，这意味着根本没有压缩。因此，您可能拥有非压缩的PNG文件。 - Robert Nowak

请注意，完整的16位是65536种颜色，而不是4096种。也许你想到的是12位？ - Mark Ransom

Answer 1

对于灰度图像，我建议使用8位BMP格式。8位BMP可以使用调色板对颜色进行编码。但是，如果您不使用调色板，则可以将颜色值 [0...255] 简单地解释为从黑色(0)到白色(255)的颜色。 编辑： 对于16位灰度图像，我不会使用BMP格式。从技术上讲，您可以使用每像素16位的BMP格式来编码16位灰度数据(http://en.wikipedia.org/wiki/BMP_file_format#Pixel_format)。然而，在实践中，这是一个糟糕的想法(读作：hacky)，因为该深度被设计用于编码像素的α、红、绿和蓝样本。

更好的格式来存储每像素16位灰度数据是PNG格式。

此外，请问您真的需要那么高的精度吗？对于大多数应用程序，每像素8位就足够了(=如果您没有任何特定的精度要求，这将是情况)。

- jsalonen

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这对他的 16 位灰度图像并没有什么帮助。 - trumpetlicks

完全同意您对BMP的评估，因为这不仅需要自定义文件编写器，还需要自定义文件阅读器。标准的BMP阅读器会将他试图实现的灰度解释为其他颜色，输出结果将会（至少可以说）很有趣。+1 - trumpetlicks

Answer 2

你说得对，BMP只知道颜色。解决方法是创建一个256个条目的调色板，每个条目的R，G，B值都相同：第一个条目（0,0,0），第二个条目（1,1,1）等等。现在使用调色板将图像设为每像素8位。

编辑：鉴于您对16位灰度的新要求，我认为您有两个选择：转换为8位或使用不同于BMP的其他格式。如果您将其转换为8位，可以使用抖动使结果与您的源16位图像在视觉上无法区分。

- Mark Ransom

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@trumpetlicks，问题在提出时没有提到16位。 - Mark Ransom

抱歉，没有注意到那是一个更新 :-) 除此之外，回答很好！ - trumpetlicks

Answer 3

似乎TIFF和PNG本身支持16位灰度。

http://en.wikipedia.org/wiki/Grayscale

我假设您希望保存的这些图像不仅仅是为了显示，而是需要进行某种后期处理，需要更高的精度？如果不是这样，那么我建议删除最不重要的8个位，然后存储一个简单的8位位图，使用颜色映射将每个值映射到一个RGB值，即 值 -> (值, 值, 值) 的RGB映射。

- trumpetlicks

Answer 4

什么是灰度图像的BMP格式？

除了使用调色板外，您可以通过编写带有BITMAPV4HEADER的BMP并将bV4RedMask、bV4GreenMask和bV4BlueMask设置为相同值来创建灰度BMP（每像素8位）。但是，这种格式的最小bcBitCount值为16，因此每个像素仍然需要占用两个字节。您可以使用第二个字节作为alpha通道（透明度）。

特别是对于每像素16位的情况

似乎没有任何BMP版本支持16位颜色深度。即使文件格式似乎允许它（bcBitCount=16和bV4…Mask=0xFFFF），图像编辑器和库也会丢弃额外的位。

某些文件提到了64-BPP BMP文件，然而不清楚如何与BITMAPV4HEADER字段匹配，因为遮罩字段都是32位大小的（因此无法为64 BPP指定通道遮罩）。

另一个选择是使用PNG，但它会压缩数据（这不是我想要的），在这里讨论过。

如果您不想压缩PNG文件，可以使用压缩级别0将像素放置在原样（加上zlib头/尾）。

还要注意，由于大多数显示器支持256种颜色而不是16位的4096种颜色，因此图像可能会出现扭曲。

16位深度将允许每个通道具有65536个不同的亮度值，而不是4096。扭曲听起来是伽马曲线的问题，与文件格式问题并没有真正的关系。

- Vladimir Panteleev