C++ BMP Okuma

BMP ile ilgili teorik bilgileri bir önceki yazımda vermiştim. Bu yazımda ise C++ ile bir BMP resmini açıp,resme ait temel bilgilere erişmeye çalışacağız. Yazacağımız kodda bir BMP resmi ikili (binary) olarak açılacak ve imleç konumlandırılarak resme ait bilgiler okunacaktır. Görüntü işleme kütüphanesi projesine de ufak ufak başladığımdan yazacağımız programı fonksiyon olarak vermeye karar verdim. Fonksiyon *filename adında bir dosya yolu ile çağrılır. Bu dosya yolu ifstream fonksiyonu kullanılarak binary olarak açılır. BMP resminde daha önceki yazımda söylediğim üzere ilk iki bayt BM karakterlerini tutar. Read fonksiyonu ile 'BM' karakterleri bftype adlı değişkene atanır.


Bu değişken okuduğumuz dosyanın bir bmp resmi olup olmadığını anlamamıza yarayacak olduğundan hatasız bir program için mutlaka okunup içeriği incelenmelidir. Bundan sonra seekg fonksiyonu ile imleç istenilen adrese konumlandırılarak içerisindeki değer okunur ve ilgili değişkene atanır. Resimdeki gerekli büyüklükler okunduktan sonra imleç renklerin başlangıç adresi olan bfoffset adresine  yerleştirilir. Bu değer BMP resmi içerisinde 10.baytta yazılıdır(24 bit BMP için bfoffset=54). İmleç yerleştirildikten sonra iç içe 2 for döngüsü ile resim boyu ve eni boyunca pixel pixel taranır ve okunan her pixel değeri oluşturulan matrise atanır. Bu aşamadan sonra artık elimizde resim değil,içerisinde red,green,blue ve alpha değerlerini tutan 4 adet matris vardır ve yapılacak tüm işlemler bu matris üzerinden yapılır.

NOT: RGB değerlerini okurken her satırın sonunda imleci kaldığı yerden padding değeri kadar kaydırdığımızı farketmişsinizdir.Bunun nedeni daha önce bahsetmediğim BMP formatına ait Padding kavramı.Bmp formatı bir satırın uzunluğunu 4 bayt ve katları uzunluğunda olmasını ister.Mesala biz 3x3 pixellik bir resmi kaydetmeye çalıştığımızda her pixel için 3 bayt(RGB) tutulduğundan(24-BMP) bir satırın uzunluğu 3*3=9 bayt olacaktır.Ancak BMP her satırın 4 bayt ve katı uzunlukta olması için 9 bayta 3 bayt daha ekler.Eklenen bu baytlar 00 00 00 içeriklidir ve padding olarak adlandırılır.Eğer okuma yaparken bu baytlarıda renk değeri olarak okursak ciddi bir hata yapmış oluruz.

bool BMPF::openbmp(char *filename) { ifstream bmp(filename,ios::binary); bmp.read((char*)&header.bftype,2); bmp.seekg(2,ios::beg); bmp.read((char*)&header.bfsize,4); bmp.seekg(10,ios::beg); bmp.read((char*)&header.bfoffset,4); bmp.seekg(18,ios::beg);   bmp.read((char*)&bminfo.width,4); bmp.seekg(22,ios::beg);   bmp.read((char*)&bminfo.height,4); bmp.seekg(28,ios::beg); bmp.read((char*)&bminfo.bppixel,2); int i=0,j=0; byte padding=4-(3*bminfo.width)%4; if(padding==4) { padding=0; }           bmp.seekg((int)header.bfoffset,ios::beg);      for(j=bminfo.height-1;j>=0;j--) {                    for(i=0;i< bminfo.height;i++) { bmp.read((char*)&pixels[i][j],3);          }      bmp.seekg(padding,ios::cur);                                   } bmp.close();     return true;                 }

Bu kod çalıştırılacak olursa zaman açısından çokta verimli olmadığı görülür. Çünkü bu kodla her bir pixeli tek tek okuduk (Mavi ile yazılı satırlarda). Yani resmi bir cümle olarak düşünecek olursak her bir kelimeden sonra durarak okuduk. Bu da bizi yavaşlattı. Şimdi bir tampon tanımlayalım ve tüm satırı bir kerede okuyalım. 24 bit BMP için bir satırdaki toplam byte sayısı=genişlik*3+padding kadardır.(Her R,G,B için bir byte). Yani bir defada bu kadar byte'lık bir alan okuyacağız.

int buffersize=bminfo.width*3+padding;     byte *buffer;     buffer=new byte [buffersize];     j=bminfo.height-1;     while(j>-1)     {     bmp.read((char*)buffer,buffersize);

Artık resim matrisimizin bir satırı buffer adlı adreste. Bu adresdeki değerleri pixels[m][n] matrisine almak için memcpy(1,2,sayi)  adlı fonksiyonu kullanacağız. Bu fonksiyon ile 2. bellek bölgesinden sayi kadar byte 1.bellek bölgesine kopyalanır.

for( i=0 ; i < bminfo.width ; i++ ) { memcpy( (char*) &(pixels[i][j]), buffer+3*i, 3 ); }     j--;            }     delete [] buffer;

Her satır için işlem tekrar edildikten sonra tüm veiler pixels[m][n] matrisimize yazılmış olur. Artık tampon dosyamız ile işimiz kalmadığından buffer ı silebiliriz. Bu düzenleme sonrasında kod yeniden çalıştırılırsa bir 5100x3300 bir resim için 120 kat daha hızlı çalıştığı görülür. Resmin genişliği arttıkça bu oranda artacaktır.