Реализация чтения .bmp файл разных форматов по битно

@plzvtl · Регистрация: 27.10.2018

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Здравствуйте , мне неодходимо реализировать чтение .bmp файлов с разным кол-вом битов на пиксель . Для изобраений с 8 и больше битов на пиксель все работает как надо, но я читаю через ::istream::read по одному символу , а это не совсем подходит для изображений с 1,2,4 биты на пиксель .Подскажите пожалуйста как либо изменить текущий цикл либо использовать что-нибудь другое, спасибо заранее.
Цикл чтения файл:

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
const int iWidth = 300;                 
const int iHeight = 225;            
int image[iWidth][iHeight];  
int image[iWidth][iHeight]; 
unsigned char bgr1 ;
        for (int y = height - 1; y >= 0; y--)
            for (int x = 0; x < width; x++) {
                file.read((char*)&bgr1, 1); 
                image[x][y] = bgr1;
            }

Полный текст задачи:
Разработать программу для определения энтропии сообщения. В программе предусмотреть следующие функции:
• чтение файла;
• сформировать список сообщений и возможность их появления;
• подсчет количества информации в каждом сообщении;
• подсчитать энтропию источника сообщений;
• выполнить кодирование сообщений алгоритмом Шеннона-Фано (для четных номеров в списке группы) или алгоритм Гаффмана (для нечетных номеров в списке группы). (Для студентов претендующих на лучшие оценки выполнить арифметическое кодирование!);
• для выполненного кодирования подсчитать среднюю кол-во символов на сообщение (L) - эффективность кодирования;
•подсчитать по теореме Шеннона-Фано нижнюю оценку (границу) (Lm) для среднего количества символов на сообщение (L);
• используя кодирование блоками соответствующей длины обеспечить заданную разницу ɛ между L и Lm.

Весь код:

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
#include <windows.h>
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <iomanip>
#include <string>
#include <vector>
#include <list>
#include <map>
#define type unsigned short
#define fileName15 "1.bmp"
#define iSquare iWidth * iHeight
using namespace std;
const int iWidth = 300;                 
const int iHeight = 225;            
int image[iWidth][iHeight];             
map <int, int> values;                  
map <int, long double> probability;     
vector<bool>code;                       
map <int, vector<bool> >table;          
map <int, long double> bc_map;          
#define newLine  "\n----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------\n"
typedef map<int, int>::iterator IntIntIt;
typedef map<int, long double>::iterator IntLDoubleIt;
class Node {
public:
    long double value;  
    int name;           
    Node *left, *right; 
    Node() {}; 
    Node(Node *l, Node *r) {              
        this->left = l;                    
        this->right = r;                  
        this->value = l->value + r->value; 
    }
};
list <Node*> listOfValues;
 
struct Compare {
    bool operator()(Node *l, Node *r) const { 
        return l->value < r->value;
    }
};
 
signed power(short n) {
    signed count = 0;
    while (n != 0) {
        n >>= 1;
        count++;
    }
    return count - 0x3;
}
 
void convertBMPtoArr(const string str) {
    int fileSize = 0, pixelxAdress = 0, width = 0, height = 0;
    short bitsPerPixel = 0;
    ifstream file(str, ios::in | ios::binary);
    file.seekg(2, ios::beg);                      
    file.read((char*)&fileSize, sizeof(int));    
    file.seekg(10, ios::beg);                    
    file.read((char*)&pixelxAdress, sizeof(int)); 
    file.seekg(18, ios::beg);
    file.read((char*)&width, sizeof(int));        
    file.read((char*)&height, sizeof(int));
    file.seekg(28, ios::beg);                      
    file.read((char*)&bitsPerPixel, sizeof(short));
    file.seekg(pixelxAdress, ios::beg);  
          
    switch (bitsPerPixel ) {
     case 8 :
            unsigned char bgr1 ;
        for (int y = height - 1; y >= 0; y--)
            for (int x = 0; x < width; x++) {
                file.read((char*)&bgr1, 1); 
                image[x][y] = bgr1;
            }
        break;
     case 16 :
        unsigned short int bgr2;
        for (int y = height - 1; y >= 0; y--)
            for (int x = 0; x < width; x++) {
                file.read((char*)&bgr2, power(bitsPerPixel));
                image[x][y] = bgr2;
            }
        break;
     case 24 :                      
        unsigned int bgr3 ;
        for (int y = height - 1; y >= 0; y--)
            for (int x = 0; x < width; x++) {
                file.read((char*)&bgr3, power(bitsPerPixel));
                image[x][y] = bgr3;
            }
        break;
     case 32 :              
        unsigned int bgr;
        for (int y = height - 1; y >= 0; y--)
            for (int x = 0; x < width; x++) {
                file.read((char*)&bgr, power(bitsPerPixel));
                image[x][y] = bgr;
            }
        break;
    }
    file.close();       
}
 
void createPixelMap() {
    int tempArr[iSquare], z = 0, a; 
    for (int i = 0; i < iHeight; i++)
        for (int j = 0; j < iWidth; j++)
            tempArr[z++] = image[i][j]; 
    for (int i = 0; i < iSquare; i++) { 
        a = tempArr[i];
        values[a]++;
    }
}
 
void createProbability() { 
    long double allPixels = iSquare;
    IntIntIt i;
    for (i = values.begin(); i != values.end(); i++){
        long double a = long double(i->second) / allPixels;  
        probability[i->first] = a;        
    }
}
 
void Probability_Of_Values(){
    long double tmp = iSquare;      
    IntIntIt itr;
    for (itr = values.begin(); itr != values.end(); itr++){
        long double a = long double(itr->second) / tmp;      
        probability[itr->first] = a;    
    }
}
 
void buildTable(Node *root) { 
    if (root->left != NULL) {
        code.push_back(false);
        buildTable(root->left);
    }
    if (root->right != NULL) {
        code.push_back(true);
        buildTable(root->right);
    }
    if (root->left == NULL && root->right == NULL) 
        table[root->name] = code;
    if (!code.empty()) 
        code.pop_back();
}
 
void huffmanAlgorithm(map<int, long double> Probabilities) {
    IntLDoubleIt i; 
    for (i = Probabilities.begin(); i != Probabilities.end(); i++) {
        Node *node = new Node;
        node->name = i->first;
        node->value = i->second;
        listOfValues.push_back(node);
    }
    while (listOfValues.size() != 1) { 
        listOfValues.sort(Compare());  
        Node *leftChild = listOfValues.front();
        listOfValues.pop_front();               
        Node *rightChild = listOfValues.front();
        listOfValues.pop_front();               
        Node *parrent = new Node(leftChild, rightChild); 
        listOfValues.push_back(parrent);                 
    }
    Node *root = listOfValues.front(); 
    buildTable(root);  
}
 
long double getEntropy(long double entropy = 0) {
    IntLDoubleIt i; 
    for (i = probability.begin(); i != probability.end(); i++)
        entropy += i->second * log2(i->second);
    return entropy * (-1);
}
 
long double getEffectivity(long double effectivity = 0) {
    IntLDoubleIt i;
    for (i = probability.begin(); i != probability.end(); i++) {
        effectivity += (table[i->first].size()) * (probability[i->first]);
    }
    return effectivity;
}
 
void Block_Coding(){
    IntLDoubleIt itr_0, itr_1;
    for (itr_0 = probability.begin(); itr_0 != probability.end(); itr_0++){
        for (itr_1 = probability.begin(); itr_1 != probability.end(); itr_1++){
            string tmp;
            long double tmp_0;
            tmp_0 = probability[itr_0->first] * probability[itr_1->first]; 
            tmp = to_string(itr_0->first) + to_string(itr_1->first);
            int a = atoi(tmp.c_str());
            bc_map[a] = tmp_0;
        }
    }
}
 
long double Low_Limit(map<int, long double>tmp_0){
    long double LL = 0;
    map<int, long double>::iterator itr;
    for (itr = tmp_0.begin(); itr != tmp_0.end(); itr++){
        long double tmp = log2(1 / (tmp_0[itr->first]));
        LL += tmp_0[itr->first] * tmp;
    }
    return LL;
}
 
int main() {
    COORD coord;
    SetConsoleDisplayMode(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), CONSOLE_FULLSCREEN_MODE, &coord);
    SetConsoleCP(1251);
    SetConsoleOutputCP(1251);
    convertBMPtoArr(fileName15);
    createPixelMap();
    createProbability();
    std::cout << newLine << "\t\t\t\t\t\t\t" << getEntropy();
    cout << newLine << "\t\t\t\t\t\t\t\t  Гаффмана" << newLine;
    huffmanAlgorithm(probability);
    map<int, vector<bool> >::iterator it;                   
    vector<bool>::iterator ii;
    for (it = table.begin(); it != table.end(); it++) {
        cout << "мсг:  " << it->first << "\t" << " | Код :   ";
        for (ii = table[it->first].begin(); ii != table[it->first].end(); ii++)
            cout << (*ii);
        cout << "\n";
    }
    cout << newLine;
    return 0;
}

@Renji · 16.02.2020, 18:29

Сообщение от plzvtl

но я читаю через ::istream::read по одному символу , а это не совсем подходит для изображений с 1,2,4 биты на пиксель

Для чтения по одному символу лучше подходит get/peek. Ну, попробуйте как-то так:

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
    int shift=0;
    const int bitSize=1;//сколько бит за раз считать
    static_assert (!(8%bitSize));//только степени двойки!
    const int readMask=(1<<bitSize)-1;
    while(true)
    {
        const int buf=shift+bitSize==8?
                    file.get():
                    file.peek();
        int value=(buf>>shift)&readMask;//искомая порция бит
        shift=(shift+bitSize)%8;
        std::cout<<value<<std::endl;
    }

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Семь CDC на одном интерфейсе: 5 U[S]ARTов, 1 CAN и 1 SSI Eddy_Em 18.02.2026 Постепенно допиливаю свою "многоинтерфейсную плату". Выглядит вот так: https:/ / www. cyberforum. ru/ blog_attachment. php?attachmentid=11617&stc=1&d=1771445347 Основана на STM32F303RBT6. На борту пять. . .	Символьное дифференцирование igorrr37 13.02.2026 / * Программа принимает математическое выражение в виде строки и выдаёт его производную в виде строки и вычисляет значение производной при заданном х Логарифм записывается как: (x-2)log(x^2+2) -. . .	Камера Toupcam IUA500KMA Eddy_Em 12.02.2026 Т. к. у всяких "хикроботов" слишком уж мелкий пиксель, для подсмотра в ESPriF они вообще плохо годятся: уже 14 величину можно рассмотреть еле-еле лишь на экспозициях под 3 секунды (а то и больше),. . .	И ясному Солнцу zbw 12.02.2026 И ясному Солнцу, и светлой Луне. В мире покоя нет и люди не могут жить в тишине. А жить им немного лет.
«Знание-Сила» zbw 12.02.2026 «Знание-Сила» «Время-Деньги» «Деньги -Пуля»	SDL3 для Web (WebAssembly): Подключение Box2D v3, физика и отрисовка коллайдеров 8Observer8 12.02.2026 Содержание блога Box2D - это библиотека для 2D физики для анимаций и игр. С её помощью можно определять были ли коллизии между конкретными объектами и вызывать обработчики событий столкновения. . . .	SDL3 для Web (WebAssembly): Загрузка PNG с прозрачным фоном с помощью SDL_LoadPNG (без SDL3_image) 8Observer8 11.02.2026 Содержание блога Библиотека SDL3 содержит встроенные инструменты для базовой работы с изображениями - без использования библиотеки SDL3_image. Пошагово создадим проект для загрузки изображения. . .	SDL3 для Web (WebAssembly): Загрузка PNG с прозрачным фоном с помощью SDL3_image 8Observer8 10.02.2026 Содержание блога Библиотека SDL3_image содержит инструменты для расширенной работы с изображениями. Пошагово создадим проект для загрузки изображения формата PNG с альфа-каналом (с прозрачным. . .

Реализация чтения .bmp файл разных форматов по битно

Решение