Png转bmp android,png图片文件的数据结构以及转换为bmp位图的源代码
png图片文件的数据结构
PNG是20世纪90年代中期开始开发的图像文件存储格式,其目的是企图替代GIF和TIFF文件格式,同
时增加一些GIF文件格式所不具备的特性。流式网络图形格式(Portable Network Graphic Format,PNG
)名称来源于非官方的“PNG's Not GIF”,是一种位图文件(bitmap file)存储格式,读成“ping”。P
NG用来存储灰度图像时,灰度图像的深度可多到16位,存储彩色图像时,彩色图像的深度可多到48位,
并且还可存储多到16位的α通道数据。PNG使用从LZ77派生的无损数据压缩算法。
一、数据结构
1.PNG数据块
PNG定义了两种类型的数据块,一种是称为关键数据块,这是标准的数据块,另一种叫做辅助数据
块,这是可选的数据块。关键数据块定义了5个标准数据块,每个PNG文件都必须包含它们,PNG读写软
件也必须要支持这些数据块。至于可选数据块,规范只是提倡予以支持。
下表就是PNG中数据块的类别,其中 * 号表示关键数据块:
----------------------------------------------------------------
数据块符号 数据块名称 多数据块 可选否 位置限制
----------------------------------------------------------------
* PNG文件标识 否 第一块
IHDR * 文件头数据块 否 否 第二块
cHRM 基色和白色点数据块 否 是 在PLTE和IDAT之前
gAMA 图像γ数据块 否 是 在PLTE和IDAT之前
sBIT 样本有效位数据块 否 是 在PLTE和IDAT之前
PLTE* 调色板数据块 否 是 在IDAT之前
bKGD 背景颜色数据块 否 是 在PLTE之后IDAT之前
hIST 图像直方图数据块 否 是 在PLTE之后IDAT之前
tRNS 图像透明数据块 否 是 在PLTE之后IDAT之前
oFFs (专用公共数据块) 否 是 在IDAT之前
pHYs 物理像素尺寸数据块 否 是 在IDAT之前
sCAL (专用公共数据块) 否 是 在IDAT之前
IDAT * 图像数据块 是 否 与其他IDAT连续
tIME 图像最后修改时间 否 是 无限制
tEXt 文本信息数据块 是 是 无限制
zTXt 压缩文本数据块 是 是 无限制
fRAc (专用公共数据块) 是 是 无限制
gIFg (专用公共数据块) 是 是 无限制
gIFt (专用公共数据块) 是 是 无限制
gIFx (专用公共数据块) 是 是 无限制
IEND * 图像结束数据块 否 否 最后一块
--------------------------------------------------------------
除了关键数据块,其它的数据块都是可有可无的。
2.数据块结构
PNG文件中,除了PNG文件标识外,所有的数据块均由4个部分组成,如下表:
----------------------------------------------------------------------
顺号 名称 字节数 说明
----------------------------------------------------------------------
1长度 4 指定第3部分数据域的长度
2数据块符号 4 由数据块符号的 Ascii 码组成
3数据域 不定 存储按照 Chunk Type Code 指定的数据
4CRC校验 4 又称循环冗余检测,用来检测是否有错误
----------------------------------------------------------------------
循环冗余检测中的值是对第2部分数据块符号和第3部分数据域进行计算得到的,具体算法定义在
ISO 3309 和ITU-T V.42中,其值按下面的 CRC 码生成多项式进行计算:
x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1
3.5个关键数据块的具体结构。
①PNG文件标识
它固定为8个字节:89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A,前4个字节为“.PNG”的 Ascii 码。
②文件头数据块
它包含有 PNG 文件中存储的图像数据的基本信息,并要作为第二个数据块出现在 PNG 数据流中,
一个 PNG 数据流中只能有一个文件头数据块。格式如下表所示。
-----------------------------------------------------
域名称 字节数 说明
-----------------------------------------------------
数据域长度 4 指定数据域的长度,固定为00 00 00 0D
数据块符号 4 49 48 44 52,是“IHDR”的 Ascii 码
(以下13个字节是数据域)
图像宽度 4 单位:像素
图像高度 4 单位:像素
颜色深度 1 灰度图像:1、2、4、8 或 16
真彩色图像:8 或 16
索引彩色图像:1、2、4 或 8
带α通道数据的灰度图像:8 或 16
带α通道数据的真彩图像:8 或 16
颜色类型 1 灰度图像:0
真彩色图像:2
索引彩色图像:3
带α通道数据的灰度图像:4
带α通道数据的真彩色图像:6
压缩方法 1 规定此字节为0(使用LZ77派生算法压缩)
滤波器方法 1 通常此字节为0
隔行扫描方法 1 非隔行扫描:0
Adam7(7遍隔行扫描方法):1
CRC校验 4
-----------------------------------------------------
③调色板数据块
包含有与索引彩色图像相关的彩色变换数据,它仅与索引彩色图像有关,而且要放在图像数据块之
前。它定义图像的调色板信息,其数据结构如下:
----------------------------------------------------------------------
域名称 字节数 说明
----------------------------------------------------------------------
数据域长度 4 指定数据域的长度
数据块符号 4 50 4C 54 45,是“PLTE”的 Ascii 码
数据域 不定 n个调色板,就有3×n个字节长度,最多 3×256 字节
CRC校验 4
----------------------------------------------------------------------
每一个调色板由表示红、绿、蓝信息的3个字节组成,因此,调色板的长度应该是3的整倍数,否
则就是非法的调色板。
对于索引图像,调色板信息是必须的,调色板的颜色索引从0开始编号,然后是1、2……,调色
板的颜色数不能超过文件头数据块中“颜色深度”规定的颜色数(例如图像色深为4时,调色板中的颜
色数不可超过2^4=16),否则将导致 PNG 图像不合法。
真彩色图像和带α通道数据的真彩色图像可以有调色板数据块,目的是便于非真彩色显示程序用它
来量化图像数据,从而显示该图像,也可以不要调色板。
④图像数据块
它存储实际的数据,在数据流中可包含多个连续顺序的图像数据块。其数据结构如下:
--------------------------------------------------------
域名称 字节数 说明
--------------------------------------------------------
数据域长度 4 指定数据域的长度
数据块符号 4 49 44 41 54,是“IDAT”的 Ascii 码
数据域 不定 存放着图像真正的数据信息(压缩的)
CRC校验 4
--------------------------------------------------------
由于图像数据域是压缩数据,如果你能够掌握压缩和解压缩的方法,那么你就能轻易而举地将其它
类型的图片转换成PNG图片,或者将PNG图片转换成其它类型的图片。
⑤图像结束块
它用来标记PNG文件或者数据流已经结束,必须要放在文件的尾部。其数据结构如下:
--------------------------------------------------------
域名称 字节数 说明
--------------------------------------------------------
数据域长度 4 全为0:00 00 00 00
数据块符号 4 49 45 4E 44,是“IEND”的 Ascii 码
数据域
CRC校验 4 AE 42 60 82
--------------------------------------------------------
二、一个具体的例子
用系统画图新建一个8×8像素的图像,填充红色,另存为PNG图片,该图片全部数据如下(注:因
设备差异,你的数据也许会有微小不同):
--------------------------------------------------------
000000: 89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A 00 00 00 0D 49 48 44 52
000010: 00 00 00 08 00 00 00 08 08 02 00 00 00 4B 6D 29
000020: DC 00 00 00 01 73 52 47 42 00 AE CE 1C E9 00 00
000030: 00 04 67 41 4D 41 00 00 B1 8F 0B FC 61 05 00 00
000040: 00 20 63 48 52 4D 00 00 7A 26 00 00 80 84 00 00
000050: FA 00 00 00 80 E8 00 00 75 30 00 00 EA 60 00 00
000060: 3A 98 00 00 17 70 9C BA 51 3C 00 00 00 17 49 44
000070: 41 54 18 57 63 FC CF 80 03 00 25 B0 22 EC A2 20
000080: 63 06 52 07 00 11 99 38 C9 DB F8 06 FD 00 00 00
000090: 00 49 45 4E 44 AE 42 60 82
--------------------------------------------------------
分析:
000000-000007:这8个字节为 PNG 文件标识。
000008-000020:文件头数据块,其中:
00 00 00 0D:数据域长度为13字节
49 48 44 52:文件头数据块符号“IHDR”
00 00 00 08:图像宽8像素
00 00 00 08:图像高8像素
08:24位颜色深度
02:颜色类型为真彩
00:使用压缩
00:滤波器方法,通常为0
00:非隔行扫描
4B 6D 29 DC:CRC校验码
000021-00002D:可选数据块 sRGB
00002E-00003D:可选数据块 gAMA(图像γ数据块)
00003E-000069:可选数据块 cHRM(基色和白色点数据块)
00006A-00008C:IDAT数据块,其中:
00 00 00 17:数据域长度为23字节
49 44 41 54:IDAT数据块符号“IDAT”
18 57 63… :压缩的数据
DB F8 06 FD:CRC校验码
00008D-000098:IEND数据块,如上所说,固定为 00 00 00 00 49 45 4E 44 AE 42 60 82
由于 PNG 中规定除关键数据块外,其它的辅助数据块都为可选的,因此,我们可以用Hex编辑器来
对这些数据做增删试验(Hex编辑器下载地址:新帆新闻组“计算机附件组”2008年4月28日笔者发贴)
1.为图片减肥:利用Hex编辑器的删除功能,删除000020-000069这3个辅助数据块,文件字节数由原
来的153字节缩减到80字节,而并不影响图像的内容!试试看,你成功了吗?
但要注意的是,PNG 格式可以保存图像中的层、文字等信息,一旦删除了这些数据后,图像将失去
原来的可编辑性。
2.添加文本信息:增加这么一个字符串“PNG图片”,字符串的Ascii码是50 4E 47 CD BC C6 AC,共7个字节,所以数据域长度应为00 00 00 07,数据块符号是“tEXt”,Ascii码是74 45 58 74,至于CRC校验码,我们随便写4个字节,就写 BA 2D 29 CC 吧!这些信息全合起来就是: 00 00 00 07 74 45 58 74 50 4E 47 CD BC C6 AC BA 2D 29 CC共19字节。由于tEXt数据块可以出现在任意数据块之间,我们就利用Hex编辑器的插入功能把这19个字节从000068插入吧,然后另存为,再用附件中的代码打开它,我们就不仅可以看到图像,还可以看到这个字符串文本了!
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