C语言实现将彩色BMP位图转化为二值图

实现将彩色BMP位图转化为二值图的方法如下：

1. 打开BMP文件并读取文件头信息和图像数据。
2. 将图像数据按行读取，并将每个像素的RGB值转换为灰度值。
3. 对于每个灰度值，如果其大于等于某个阈值，则将其设置为255（白色），否则设置为0（黑色），即将灰度图像二值化。
4. 将二值化后的图像数据按行写入新的BMP文件中，并更新文件头信息。

下面是一个示例代码，实现了将彩色BMP位图转化为二值图的功能：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#pragma pack(2) // 结构体按2字节对齐

typedef struct {
    char bfType[2]; // 文件类型，必须为BM
    unsigned int bfSize; // 文件大小
    unsigned short bfReserved1; // 保留字段
    unsigned short bfReserved2; // 保留字段
    unsigned int bfOffBits; // 偏移量，即文件头大小+调色板大小
} BITMAPFILEHEADER;

typedef struct {
    unsigned int biSize; // 信息头大小
    int biWidth; // 图像宽度
    int biHeight; // 图像高度
    unsigned short biPlanes; // 颜色平面数，必须为1
    unsigned short biBitCount; // 每个像素的位数
    unsigned int biCompression; // 压缩类型，0表示不压缩
    unsigned int biSizeImage; // 图像数据大小
    int biXPelsPerMeter; // 水平分辨率
    int biYPelsPerMeter; // 垂直分辨率
    unsigned int biClrUsed; // 调色板中实际使用的颜色数
    unsigned int biClrImportant; // 重要的颜色数
} BITMAPINFOHEADER;

#pragma pack() // 恢复默认对齐方式

int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc != 3) {
        printf("Usage: %s input.bmp output.bmp\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    // 打开输入文件
    FILE *fIn = fopen(argv[1], "rb");
    if (fIn == NULL) {
        printf("Failed to open input file!\n");
        return 1;
    }

    // 打开输出文件
    FILE *fOut = fopen(argv[2], "wb");
    if (fOut == NULL) {
        printf("Failed to open output file!\n");
        fclose(fIn);
        return 1;
    }

    // 读取文件头信息
    BITMAPFILEHEADER fileHeader;
    fread(&fileHeader, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, fIn);

    // 读取信息头信息
    BITMAPINFOHEADER infoHeader;
    fread(&infoHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, fIn);

    // 判断是否为24位彩色位图
    if (infoHeader.biBitCount != 24) {
        printf("Only 24-bit color bitmap is supported!\n");
        fclose(fIn);
        fclose(fOut);
        return 1;
    }

    // 计算每行像素数据的大小（按4字节对齐）
    int rowSize = ((infoHeader.biWidth * 3) + 3) & ~3;

    // 计算图像数据大小
    int dataSize = rowSize * infoHeader.biHeight;

    // 读取调色板数据（忽略）
    if (fileHeader.bfOffBits != sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER)) {
        fseek(fIn, fileHeader.bfOffBits - sizeof(BITMAPFILEHEADER) - sizeof(BITMAPINFOHEADER), SEEK_CUR);
    }

    // 分配内存读取图像数据
    unsigned char *data = (unsigned char *)malloc(dataSize);
    if (data == NULL) {
        printf("Failed to allocate memory!\n");
        fclose(fIn);
        fclose(fOut);
        return 1;
    }
    fread(data, dataSize, 1, fIn);

    // 二值化图像数据
    unsigned char *binaryData = (unsigned char *)malloc(dataSize);
    if (binaryData == NULL) {
        printf("Failed to allocate memory!\n");
        free(data);
        fclose(fIn);
        fclose(fOut);
        return 1;
    }
    int threshold = 128; // 阈值
    for (int y = 0; y < infoHeader.biHeight; y++) {
        for (int x = 0; x < infoHeader.biWidth; x++) {
            int index = y * rowSize + x * 3;
            int gray = (data[index] * 30 + data[index + 1] * 59 + data[index + 2] * 11) / 100; // 计算灰度值
            binaryData[y * rowSize + x] = (gray >= threshold) ? 255 : 0; // 二值化
        }
    }

    // 更新文件头信息
    fileHeader.bfSize = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER) + dataSize;
    fileHeader.bfOffBits = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER);

    // 写入文件头信息
    fwrite(&fileHeader, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, fOut);
    fwrite(&infoHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, fOut);

    // 写入图像数据
    fwrite(binaryData, dataSize, 1, fOut);

    // 关闭文件并释放内存
    free(data);
    free(binaryData);
    fclose(fIn);
    fclose(fOut);

    printf("Done!\n");
    return 0;
}

该代码使用了灰度化和阈值化的方法将彩色BMP位图转化为二值图，其中灰度值的计算使用了RGB加权平均法。可以通过调整阈值来控制二值化的效果。