仿真实例2——BMP图片文件读写

本文主要是介绍仿真实例2——BMP图片文件读写，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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BMP文件结构

BMP文件格式，又称为Bitmap（位图）它是一种图像文件格式。由于它可以不作任何变换地保存图像像素域的数据，因此我们经常使用它来保存RAW数据。BMP文件总体上由4部分组成，分别是位图文件头、位图信息头、调色板和图像数据，如下图所示

BMP文件格式

名称	描述
位图文件头（bitmap-file header）	包含BMP图像文件的类型、显示内容等信息
位图信息头（bitmap-information header）	包含有BMP图像的宽、高、压缩方法，以及定义颜色等信息
彩色表/调色板（color table）	这个部分是可选的，有些位图需要调色板，有些位图，比如真彩色图（24位的BMP）就不需要调色板
位图数据（bitmap-data）	这部分的内容根据BMP位图使用的位数不同而不同，在24位图中直接使用RGB，而其他的小于24位的使用调色板中颜色索引值

读写BMP文件

下面先给出一个图片，鼠标右键查看图片的属性，看到图片分辨率为334x254，位深度为24bit

接下来进行文件的读写操作。

`timescale 1ns / 1ps
module bmp_file();integer fileID      ;//读BMP图片文件的指针integer cc          ;integer out_image   ;//写BMP图片文件的指针integer out_file    ;integer i           ;//计数器integer j           ;reg [7:0]   rd_bmp_data [0:2100000]    ;//读图片数据reg [7:0]   wr_bmp_data [0:2100000]    ;//写图片数据reg         clk                     ;reg [7:0]   rd_data                 ;//用于波形显示reg [7:0]   wr_data                 ;//用于波形显示integer R_bmp_width   ;//读出图片的宽度integer R_bmp_hight   ;//读出图片的高度integer R_data_start_index   ;//读出图片的宽度integer R_bmp_size   ;/读出BMP文件的大小reg rd_en;reg wr_en;reg rst ;parameter   CLK_PERIOD      =5                                                      ;parameter   W_BMP_WIDTH     =32'h014e                                               ;// parameter   W_BMP_WIDTH     =32'd1920                                               ;parameter   W_BMP_HIGHT     =32'h00fe                                               ;// parameter   W_BMP_HIGHT     =32'd1080                                               ;parameter   PIXEL_BITS      =16'h0018                                               ;   //24bitsparameter   PIXEL_BYTES     =PIXEL_BITS/8                                           ;   //3bytesparameter   IMAGE_SIZE      =((((W_BMP_WIDTH*PIXEL_BYTES)>>2)+1)<<2)*W_BMP_HIGHT    ;parameter   BMP_FILE_HEAD   = 32'd54                                                ; parameter   BM_WINDOWS      = 16'h4d42                                              ;parameter   FILE_SIZE       =IMAGE_SIZE+BMP_FILE_HEAD                               ;initial beginclk =1'b0;#(CLK_PERIOD/2);forever#(CLK_PERIOD/2) clk = ~clk;endinitial beginrst =   1'b1;#2000rst=1'b0;endinitial begin//BMP文件地址，选择自己所需要的文件地址fileID                  =   $fopen("F:\\file\\simulation_platform\\ImageSencorPipeline\\picture\\whiteandblack1.bmp","rb");out_image               =   $fopen("F:\\file\\simulation_platform\\ImageSencorPipeline\\picture\\output_file.bmp","wb");out_file                =   $fopen("F:\\file\\simulation_platform\\ImageSencorPipeline\\picture\\output_file.txt","w+");cc                      =   $fread(rd_bmp_data,fileID);R_bmp_width             =   {rd_bmp_data[21],rd_bmp_data[20],rd_bmp_data[19],rd_bmp_data[18]};R_bmp_hight             =   {rd_bmp_data[25],rd_bmp_data[24],rd_bmp_data[23],rd_bmp_data[22]};R_data_start_index      =   {rd_bmp_data[13],rd_bmp_data[12],rd_bmp_data[11],rd_bmp_data[10]};R_bmp_size              =   {rd_bmp_data[5],rd_bmp_data[4],rd_bmp_data[3],rd_bmp_data[2]};wait(rst==1'b0);for(i=R_data_start_index;i<R_bmp_size;i=i+1)begin@(posedge clk)rd_en   =   1'b1;wr_data =   rd_bmp_data[i];end@(posedge clk)rd_en = 1'b0;//BMwr_bmp_data[0 ]  =   BM_WINDOWS[0+:8]   ;wr_bmp_data[1 ]  =   BM_WINDOWS[8+:8]   ;//bmp file sizewr_bmp_data[2 ]  =   FILE_SIZE[0 +:8]   ;wr_bmp_data[3 ]  =   FILE_SIZE[8 +:8]   ;wr_bmp_data[4 ]  =   FILE_SIZE[16+:8]   ;wr_bmp_data[5 ]  =   FILE_SIZE[24+:8]   ;//reservedwr_bmp_data[6 ]  =   8'h00   ;wr_bmp_data[7 ]  =   8'h00   ;wr_bmp_data[8 ]  =   8'h00   ;wr_bmp_data[9 ]  =   8'h00   ;//offsetwr_bmp_data[10]  =   BMP_FILE_HEAD[0 +:8]   ;    wr_bmp_data[11]  =   BMP_FILE_HEAD[8 +:8]   ;wr_bmp_data[12]  =   BMP_FILE_HEAD[16+:8]   ;wr_bmp_data[13]  =   BMP_FILE_HEAD[24+:8]   ;//bmp information structwr_bmp_data[14]  =   8'h28   ;wr_bmp_data[15]  =   8'h00   ;wr_bmp_data[16]  =   8'h00   ;wr_bmp_data[17]  =   8'h00   ;//write bmp widthwr_bmp_data[18]  =   W_BMP_WIDTH[0+:8]   ;wr_bmp_data[19]  =   W_BMP_WIDTH[8+:8]   ;wr_bmp_data[20]  =   W_BMP_WIDTH[16+:8]   ;wr_bmp_data[21]  =   W_BMP_WIDTH[24+:8]   ;//write bmp hightwr_bmp_data[22]  =   W_BMP_HIGHT[0+:8]    ;wr_bmp_data[23]  =   W_BMP_HIGHT[8+:8]    ;wr_bmp_data[24]  =   W_BMP_HIGHT[16+:8]   ;wr_bmp_data[25]  =   W_BMP_HIGHT[24+:8]   ;//bit planeswr_bmp_data[26]  =   8'h01   ;wr_bmp_data[27]  =   8'h00   ;//one pixel use bitswr_bmp_data[28]  =   PIXEL_BITS[0+:8]   ;wr_bmp_data[29]  =   PIXEL_BITS[8+:8]   ;//compresswr_bmp_data[30]  =   8'h00   ;wr_bmp_data[31]  =   8'h00   ;wr_bmp_data[32]  =   8'h00   ;wr_bmp_data[33]  =   8'h00   ;//bmp image sizewr_bmp_data[34]  =   IMAGE_SIZE[0 +:8]   ;wr_bmp_data[35]  =   IMAGE_SIZE[8 +:8]   ;wr_bmp_data[36]  =   IMAGE_SIZE[16+:8]   ;wr_bmp_data[37]  =   IMAGE_SIZE[24+:8]   ;wr_bmp_data[38]  =   8'hC4   ;    wr_bmp_data[39]  =   8'h0e   ;wr_bmp_data[40]  =   8'h00   ;wr_bmp_data[41]  =   8'h00   ;wr_bmp_data[42]  =   8'hC4   ;wr_bmp_data[43]  =   8'h0e   ;wr_bmp_data[44]  =   8'h00   ;wr_bmp_data[45]  =   8'h00   ;//use color boardwr_bmp_data[46]  =   8'h00   ;wr_bmp_data[47]  =   8'h00   ;//important color wr_bmp_data[48]  =   8'h00   ;wr_bmp_data[49]  =   8'h00   ;wr_bmp_data[50]  =   8'h00   ;wr_bmp_data[51]  =   8'h00   ;wr_bmp_data[52]  =   8'h00   ;wr_bmp_data[53]  =   8'h00   ;j=0;for(i=0;i<FILE_SIZE;i=i+1)beginif(j%(W_BMP_WIDTH*3)==0)begin //RGB888=24bitj=0;endrd_data[7:0]=wr_bmp_data[i];wr_en=1;if(i>=54)   beginrd_data[7:0]=j/3;j=j+1;rd_data[7:0]=8'hff-rd_bmp_data[i];end     @(posedge clk)// write image file$fwrite(out_image,"%c",rd_data[7:0]);//write data txt file$fwrite(out_file,"%d ",wr_bmp_data[i]);if(j%(W_BMP_WIDTH*3)==0)begin$fwrite(out_file,"\n");end            endwr_en=0;$fclose(fileID);$fclose(out_image);$fclose(out_file);end
endmodule   

现在已经完成BMP文件的读写操作，并且对图片进行了像素取反rd_data[7:0]=8’hff-rd_bmp_data[i];

图像结果

处理后的图片结果存放output_file.bmp，显示如下图

处理前和处理后结果对比

读写BMP文件显示波形如下图

获取工程

小编已经将读写BMP文件的工程放在了网盘上，话不多说来干货，下面给出链接。

工程链接
百度网盘链接：https://pan.baidu.com/s/1uzDckGoEUk7NGwWm7jhXLw提取码：zpiq

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