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  • [转]PPM / PGM / PBM 图像文件格式

    原地址:http://dkfd.weekkjsdq.com/kdji/3242345235.html

    下面将详细介绍ppm文件

    ppm文件是一种图像文件,有其自己的文件格式。ppm文件由两个部分组成:第一个部分是三行ASCII码,这个部分决定了图像的存储格式以及图像的特征;第二个部分就是图像的数据部分,图像就是由这个部分组成的。

      ppm的第一部分由三行ASCII码组成

    第一行是P2/P3/P6
    第二行是图像的大小,先是列像素数,后是行像素数,中间有一个空格
    第三行是一个介于165535之间的整数,而且必须是文本的,用来表示每一个像素的一个分量用几个比特表示。

      三行之后是图像的数据流,从左到右,从上到下。在进行图像数据存储的时候,需要进行数据的格式,假如需要的像素值在0~255之间,那么在进行数据文件保存的时候,所写入文件的值就必须是以%c的形式输入,而且数据之间没有明显的分离字符,图像处理软件会自动地识别这些像素的值,并给予处理。

    PPM->Portable PixMap
    PGM->Portable GreyMap
    PBM->Portable BitMap

    PBM支持单色图(1个像素位)
    PGM
    支持灰度图形,能够读PBM图形和PGM图形,输出PGM图形
    PPM
    支持真彩色图形,可以读上面所有格式,输出PPM图形

    PPM

      PPM图形文件格式包括两个部分,头部分和图象数据部分。头部分由三部分组成,这三部分由回车或换行分割,但PPM的标准中是要求空格。第一行通常是P3P6,说明是PPM格式;第二行是图象的宽度和高度,用ASCII来表示;最后一部分是描述像素的最大颜色组成,这里允许描述超过一个字节(0-255)的颜色值。另外可以在上面个部分的后面用#来追加注释,注释行是从#到该行末。

      下面是PPM头的例子:

    例子1
    P6 1024 778 255

    例子2
    P6
    1024 778
    255

    例子3
    P6#PPM
    文件格式
    1024 778#
    宽度和高度
    #
    注释
    255

      PPM图象数据的格式依赖于PPM自身的表示,如果是P3格式,数据将以ASCII文本来表示,每个像素的值从0到前面的最大值,每行不应该长于70个字符,如下:

    例子4
    P3
    # example from the man page
    4 4
    15
    0 0 0 0 0 0 0 0 0 15 0 15
    0 0 0 0 15 7 0 0 0 0 0 0
    0 0 0 0 0 0 0 15 7 0 0 0
    15 0 15 0 0 0 0 0 0 0 0 0

      如果是P6格式,图象数据以字节格式存储,每个色彩成分(RGB)一个字节。仅仅在头部的最后一个字段的前面才能有注释,在头部的最后一个字段后面通常是一个回车或换行。P6图象文件比P3文件小,读起来更快。注意,P6文件仅仅用作但字节彩色。

      但并没有按照格式规约的要求来,通常的习惯,图象从上到下,从左到右被存储。每个像素以一个字节来存储,0表示黑色,255表示白色。色彩成分按照通常的红-绿-蓝顺序爱存储。

    PGM

      该格式文件存储灰度图形,也就是这里每个像素使用一个值来表示而不是3个(RGB)。同PPM唯一不同的是头部用P2P5,分别表示用ASCII和字节码来表示数据。

    例如:
    P2
    24 7
    15
    0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
    0 3 3 3 3 0 0 7 7 7 7 0 0 11 11 11 11 0 0 15 15 15 15 0
    0 3 0 0 0 0 0 7 0 0 0 0 0 11 0 0 0 0 0 15 0 0 15 0
    0 3 3 3 0 0 0 7 7 7 0 0 0 11 11 11 0 0 0 15 15 15 15 0
    0 3 0 0 0 0 0 7 0 0 0 0 0 11 0 0 0 0 0 15 0 0 0 0
    0 3 0 0 0 0 0 7 7 7 7 0 0 11 11 11 11 0 0 15 0 0 0 0
    0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

    PBM

      使用ASCII01方式来表示数据,0表示白色,1表示黑色。与PPMPGM不同的头部是少了第三行,因为第三行的最大色彩值在这个模式下已经没有意义了;如下:

    P1
    # PBM example
    24 7
    0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
    0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0
    0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0
    0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0
    0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
    0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0
    0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

    PPM文件格式分三种:

    1. PPM灰度文件
      文件头由3行文本组成,可由fgets读出
      1)第一行为“P2",表示文件类型
      2)第二行为图像的宽度和高度
      3)第三行为最大的象素值255
      接下来是图像数据块。按行顺序存储。每个象素占4个字节,灰度通道为4字节ASCII码表示的整数,高字节在前。左上角为坐标原点。

    2. 16PPM文件(至少适用于读取由DCRAW生成的PPM文件)
      文件头由3行文本组成,可由fgets读出
      1)第一行为“P6",表示文件类型
      2)第二行为图像的宽度和高度
      3)第三行为最大的象素值
      接下来是图像数据块。按行顺序存储。每个象素占3个字节,依次为红绿蓝通道,每个通道为1字节整数。左上角为坐标原点。

    3. PPM彩色文件
      文件头由3行文本组成,可由fgets读出
      1)第一行为“P3",表示文件类型
      2)第二行为图像的宽度和高度
      3)第三行为最大的象素值255
      接下来是图像数据块。按行顺序存储。每个象素占12个字节,依次为红绿蓝通道,每个通道为4字节ASCII码表示的整数,高字节在前。左上角为坐标原点。

      可移植像素图格式(PPM),可移植灰度图格式(PGM)和可移植位图格式(PBM)是便于跨平台的图像格式。有时候也被统称为PNM格式。

    历史

      PBM格式由Jef Poskanzer20世纪80年代发明,为了便于通过电子邮件,用ASCII码表示单色位图,能够承受一般的文本格式的变动。

      第一个处理PBM格式的工具库是Pbmplus。它由这个格式的发明人Jef Poskanzer开发,在1988年发布。主要包含Jef编写的将PBM转化为已存在的其他图像格式的工具。在1988年末,Jef开发出PGMPPM格式以及相关工具,并加入Pbmplus中。Pbmplus的最终发布日期是19911210

      在1993年,Netpbm库开始开发,用来替代不再维护的Pbmplus。它是Pbmplus的简单的重新包装,附加全世界开发者提供的额外功能和修订,可能是目前用的最普遍的处理PBMPGMPPM格式的工具库。

    文件格式描述

      这三种格式在颜色的表示上有差异。PBM是单色,PGM是灰度图,PPM使用RGB颜色。

      每个文件的开头两个字节(ASCII码)作为文件描述子,指出具体格式和编码形式。具体见下表:

    文件描述子

    类型

    编码

    P1

    位图

    ASCII

    P2

    灰度图

    ASCII

    P3

    像素图

    ASCII

    P4

    位图

    二进制

    P5

    灰度图

    二进制

    P6

    像素图

    二进制

    PPM文件的读写源代码:
    十里平湖 回复于 2005-09-19 14:12:25

    /*pnmfile.h   */

    #ifndef   PNM_FILE_H
    #define   PNM_FILE_H

    #include   <cstdlib>
    #include   <climits>
    #include   <cstring>
    #include   <fstream>
    #include   "image.h"
    #include   "misc.h"
    #include   <iostream.h>//for   debug,qiansen

    #define   BUF_SIZE   256

    class   pnm_error   {   };

    static   void   read_packed(unsigned   char   *data,   int   size,   std::ifstream   &f)   {
          unsigned   char   c   =   0;

          int   bitshift   =   -1;
          for   (int   pos   =   0;   pos   <   size;   pos++)   {
              if   (bitshift   ==   -1)   {
                  c   =   f.get();
                  bitshift   =   7;
              }
              data[pos]   =   (c   >>   bitshift)   &   1;
              bitshift--;
              }
    }

    static   void   write_packed(unsigned   char   *data,   int   size,   std::ofstream   &f)   {
          unsigned   char   c   =   0;

          int   bitshift   =   7;
          for   (int   pos   =   0;   pos   <   size;   pos++)   {
                  c   =   c   |   (data[pos]   <<   bitshift);
                  bitshift--;
                  if   ((bitshift   ==   -1)   ||   (pos   ==   size-1))   {
    f.put(c);
    bitshift   =   7;
    c   =   0;
                  }
          }
    }

    /*   read   PNM   field,   skipping   comments   */
    static   void   pnm_read(std::ifstream   &file,   char   *buf)   {
          char   doc[BUF_SIZE];
          char   c;

          file   >>   c;
          while   (c   ==   '#')   {
              file.getline(doc,   BUF_SIZE);
              file   >>   c;
          }
          file.putback(c);

          file.width(BUF_SIZE);
          file   >>   buf;
          file.ignore();
    }

    static   image<uchar>   *loadPBM(const   char   *name)   {
          char   buf[BUF_SIZE];

          /*   read   header   */
          std::ifstream   file(name,   std::ios::in   |   std::ios::binary);
          pnm_read(file,   buf);
          if   (strncmp(buf,   "P4",   2))
              throw   pnm_error();

          pnm_read(file,   buf);
          int   width   =   atoi(buf);
          pnm_read(file,   buf);
          int   height   =   atoi(buf);

          /*   read   data   */
          image<uchar>   *im   =   new   image<uchar>(width,   height);
          for   (int   i   =   0;   i   <   height;   i++)
              read_packed(imPtr(im,   0,   i),   width,   file);

          return   im;
    }

    static   void   savePBM(image<uchar>   *im,   const   char   *name)   {
          int   width   =   im->width();
          int   height   =   im->height();
          std::ofstream   file(name,   std::ios::out   |   std::ios::binary);

          file   <<   "P4\n"   <<   width   <<   "   "   <<   height   <<   "\n";
          for   (int   i   =   0;   i   <   height;   i++)
              write_packed(imPtr(im,   0,   i),   width,   file);
    }

    static   image<uchar>   *loadPGM(const   char   *name)   {
          char   buf[BUF_SIZE];

          /*   read   header   */
          std::ifstream   file(name,   std::ios::in   |   std::ios::binary);
          pnm_read(file,   buf);
          if   (strncmp(buf,   "P5",   2))
              throw   pnm_error();

          pnm_read(file,   buf);
          int   width   =   atoi(buf);
          pnm_read(file,   buf);
          int   height   =   atoi(buf);

          pnm_read(file,   buf);
          if   (atoi(buf)   >   UCHAR_MAX)
              throw   pnm_error();

          /*   read   data   */
          image<uchar>   *im   =   new   image<uchar>(width,   height);
          file.read((char   *)imPtr(im,   0,   0),   width   *   height   *   sizeof(uchar));

          return   im;
    }

    static   void   savePGM(image<uchar>   *im,   const   char   *name)   {
          int   width   =   im->width();
          int   height   =   im->height();
          std::ofstream   file(name,   std::ios::out   |   std::ios::binary);

          file   <<   "P5\n"   <<   width   <<   "   "   <<   height   <<   "\n"   <<   UCHAR_MAX   <<   "\n";
          file.write((char   *)imPtr(im,   0,   0),   width   *   height   *   sizeof(uchar));
    }

    static   image<rgb>   *loadPPM(const   char   *name)   {
          char   buf[BUF_SIZE],   doc[BUF_SIZE];

          /*   read   header   */
          std::ifstream   file(name,   std::ios::in   |   std::ios::binary);
          pnm_read(file,   buf);
          if   (strncmp(buf,   "P5",   2)){
              //throw   pnm_error();
              cout<<"pnm   version   is   P6,may   be   not   supported."<<endl;
          }
          pnm_read(file,   buf);
          int   width   =   atoi(buf);
          pnm_read(file,   buf);
          int   height   =   atoi(buf);

          pnm_read(file,   buf);
          if   (atoi(buf)   >   UCHAR_MAX)
              throw   pnm_error();

          /*   read   data   */
          image<rgb>   *im   =   new   image<rgb>(width,   height);
          file.read((char   *)imPtr(im,   0,   0),   width   *   height   *   sizeof(rgb));

          return   im;
    }

    static   void   savePPM(image<rgb>   *im,   const   char   *name)   {
          int   width   =   im->width();
          int   height   =   im->height();
          std::ofstream   file(name,   std::ios::out   |   std::ios::binary);

          file   <<   "P6\n"   <<   width   <<   "   "   <<   height   <<   "\n"   <<   UCHAR_MAX   <<   "\n";
          file.write((char   *)imPtr(im,   0,   0),   width   *   height   *   sizeof(rgb));
    }

    template   <class   T>
    void   load_image(image<T>   **im,   const   char   *name)   {
          char   buf[BUF_SIZE];

          /*   read   header   */
          std::ifstream   file(name,   std::ios::in   |   std::ios::binary);
          pnm_read(file,   buf);
          if   (strncmp(buf,   "VLIB",   9))
              throw   pnm_error();

          pnm_read(file,   buf);
          int   width   =   atoi(buf);
          pnm_read(file,   buf);
          int   height   =   atoi(buf);

          /*   read   data   */
          *im   =   new   image<T>(width,   height);
          file.read((char   *)imPtr((*im),   0,   0),   width   *   height   *   sizeof(T));
    }

    template   <class   T>
    void   save_image(image<T>   *im,   const   char   *name)   {
          int   width   =   im->width();
          int   height   =   im->height();
          std::ofstream   file(name,   std::ios::out   |   std::ios::binary);

          file   <<   "VLIB\n"   <<   width   <<   "   "   <<   height   <<   "\n";
          file.write((char   *)imPtr(im,   0,   0),   width   *   height   *   sizeof(T));
    }

    #endif

    /*   a   simple   image   class
    filename:   image.h   */

    #ifndef   IMAGE_H
    #define   IMAGE_H

    #include   <cstring>

    template   <class   T>
    class   image   {
        public:
          /*   create   an   image   */
          image(const   int   width,   const   int   height,   const   bool   init   =   true);

          /*   delete   an   image   */
          ~image();

          /*   init   an   image   */
          void   init(const   T   &val);

          /*   copy   an   image   */
          image<T>   *copy()   const;

          /*   get   the   width   of   an   image.   */
          int   width()   const   {   return   w;   }

          /*   get   the   height   of   an   image.   */
          int   height()   const   {   return   h;   }

          /*   image   data.   */
          T   *data;

          /*   row   pointers.   */
          T   **access;

        private:
          int   w,   h;
    };

    /*   use   imRef   to   access   image   data.   */
    #define   imRef(im,   x,   y)   (im->access[y][x])

    /*   use   imPtr   to   get   pointer   to   image   data.   */
    #define   imPtr(im,   x,   y)   &(im->access[y][x])

    template   <class   T>
    image<T>::image(const   int   width,   const   int   height,   const   bool   init)   {
          w   =   width;
          h   =   height;
          data   =   new   T[w   *   h];     //   allocate   space   for   image   data
          access   =   new   T*[h];       //   allocate   space   for   row   pointers

          //   initialize   row   pointers
          for   (int   i   =   0;   i   <   h;   i++)
              access[i]   =   data   +   (i   *   w);

          if   (init)
              memset(data,   0,   w   *   h   *   sizeof(T));
    }

    template   <class   T>
    image<T>::~image()   {
          delete   []   data;
          delete   []   access;
    }

    template   <class   T>
    void   image<T>::init(const   T   &val)   {
          T   *ptr   =   imPtr(this,   0,   0);
          T   *end   =   imPtr(this,   w-1,   h-1);
          while   (ptr   <=   end)
              *ptr++   =   val;
    }


    template   <class   T>
    image<T>   *image<T>::copy()   const   {
          image<T>   *im   =   new   image<T>(w,   h,   false);
          memcpy(im->data,   data,   w   *   h   *   sizeof(T));
          return   im;
    }

    #endif

     

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