PGM图片格式与代码

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这两天在搞神经网络，里面的一个人脸数据库的图片格式是PGM，其实之前早就知道了这个图片格式，但是没去深究这个图片格式的数据到底是什么安排的。搜索了下百度百科，发现介绍的真是简单，下面就自己来系统地整理一下。                

Jeremy Lin 

PGM是Portable Gray Map的缩写，它是灰度图像格式中一种最简单的格式标准。另外两种与之相近的图片格式是PBM和PPM，它们分别对应着黑白图像和彩色图像。PGM的数据存放方式相比于JPG来说是非常简单的，因为它不进行数据压缩，自然的PGM的图片的大小也就比较大了。一个120*128 8-bit的灰度图像，PGM的大小是44kb，而将这个图片转化为JPG格式后，大小仅为4kb。所以，在日常各种网络应用中你是很难见到PGM图片的，它太浪费流量了。

PGM的数据格式

就像上面说的，PGM是不进行数据压缩的，那么自然的，它的格式就很直观了。你可以直接用一个记事本打开它，不过记事本打开后换行没了，不好看，下面用Sublime Text2打开：

看了上面的图示，我想大部分都能猜出来一些东西了。

PGM图片的数据：

首先，以一个“Magic Number”来标识图片格式，这个magic number是P2，不能是p2，或者P 2；

然后，第二行是图片宽度、图片高度，在上图中是128和120；

第三行是这个图片数据的最大值，上图中是146；

最后，就是图片的像素数据值了，这些数据是以“row-major order”存放的，即是说按行存放的。当然，你认真看上图的话会发现，从第4行开始，每行都只有16个数据，默认情况下，每行长度不能超过70个字符，但是具体几个并没有要求，一种安全的做法是每行存放一个像素。

在有些PGM图片你可能会看到以#开头的行，这个是comment，比如说用#linjianmin.pgm来表示图片名称。

图片读取与创建代码：

#ifndef _PGM_

#define _PGM_

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

#define ROWS(img)  ((img)->rows)
#define COLS(img)  ((img)->cols)
#define NAME(img)   ((img)->name)

typedef struct 
{
  char *name;
  int rows, cols;
  int *data;
} IMAGE;

char *img_basename(char *filename)
{
  char *newM, *part;
  int len, dex;

  len = strlen(filename);  
  dex = len - 1;
  while (dex > -1) 
  {
    if (filename[dex] == '/') 
	{
      break;
    } 
	else 
	{
      dex--;
    }
  }
  dex++;
  part = &(filename[dex]);
  len = strlen(part);
  newM = (char *) malloc ((unsigned) ((len + 1) * sizeof (char)));
  strcpy(newM, part);
  return(newM);
}


IMAGE *img_alloc()
{
  IMAGE *newM;

  newM = (IMAGE *) malloc (sizeof (IMAGE));
  if (newM == NULL) 
  {
    printf("IMGALLOC: Couldn't allocate image structure\n");
    return (NULL);
  }
  newM->rows = 0;
  newM->cols = 0;
  newM->name = NULL;
  newM->data = NULL;
  return (newM);
}


IMAGE *img_creat(char *name, int nr, int nc)
{
  int i, j;
  IMAGE *newM;

  newM = img_alloc();
  newM->data = (int *) malloc ((unsigned) (nr * nc * sizeof(int)));
  newM->name = img_basename(name);
  newM->rows = nr;
  newM->cols = nc;
  for (i = 0; i < nr; i++) 
  {
    for (j = 0; j < nc; j++) 
	{
      img_setpixel(newM, i, j, 0);
    }
  }
  return (newM);
}


void img_free(IMAGE* img)
{
  if (img->data) free ((char *) img->data);
  if (img->name) free ((char *) img->name);
  free ((char *) img);
}


void img_setpixel(IMAGE *img,int r, int c, int val)
{
  int nc;

  nc = img->cols;
  img->data[(r * nc) + c] = val;
}


int img_getpixel(IMAGE *img, int r, int c)
{
  int nc;

  nc = img->cols;
  return (img->data[(r * nc) + c]);
}


IMAGE *img_open(char *filename)
{
  IMAGE *newM;
  FILE *pgm;
  char line[512], intbuf[100], ch;
  int type, nc, nr, maxval, i, j, k, found;

  newM = img_alloc();
  if ((pgm = fopen(filename, "r")) == NULL) 
  {
    printf("IMGOPEN: Couldn't open '%s'\n", filename);
    return(NULL);
  }

  newM->name = img_basename(filename);

  /*** Scan pnm type information, expecting P5 ***/
  fgets(line, 511, pgm);
  sscanf(line, "P%d", &type);
  if (type != 5 && type != 2) 
  {
    printf("IMGOPEN: Only handles pgm files (type P5 or P2)\n");
    fclose(pgm);
    return(NULL);
  }

  /*** Get dimensions of pgm ***/
  fgets(line, 511, pgm);
  sscanf(line, "%d %d", &nc, &nr);
  newM->rows = nr;
  newM->cols = nc;

  /*** Get maxval ***/
  fgets(line, 511, pgm);
  sscanf(line, "%d", &maxval);
  if (maxval > 255) 
  {
    printf("IMGOPEN: Only handles pgm files of 8 bits or less\n");
    fclose(pgm);
    return(NULL);
  }

  newM->data = (int *) malloc ((unsigned) (nr * nc * sizeof(int)));
  if (newM->data == NULL) 
  {
    printf("IMGOPEN: Couldn't allocate space for image data\n");
    fclose(pgm);
    return(NULL);
  }

  if (type == 5) 
  {

    for (i = 0; i < nr; i++) {
      for (j = 0; j < nc; j++) {
        img_setpixel(newM, i, j, fgetc(pgm));
      }
    }

  } 
  else if (type == 2) 
  {

    for (i = 0; i < nr; i++) {
      for (j = 0; j < nc; j++) {

        k = 0;  found = 0;
        while (!found) {
          ch = (char) fgetc(pgm);
          if (ch >= '0' && ch <= '9') {
            intbuf[k] = ch;  k++;
  	  } else {
            if (k != 0) {
              intbuf[k] = '\0';
              found = 1;
	    }
	  }
	}
        img_setpixel(newM, i, j, atoi(intbuf));

      }
    }

  } else {
    printf("IMGOPEN: Fatal impossible error\n");
    fclose(pgm);
    return (NULL);
  }

  fclose(pgm);
  return (newM);
}


int img_write(IMAGE *img, char *filename)
{
  int i, j, nr, nc, k, val;
  FILE *iop;

  nr = img->rows;  nc = img->cols;
  iop = fopen(filename, "w");
  fprintf(iop, "P2\n");
  fprintf(iop, "%d %d\n", nc, nr);
  fprintf(iop, "255\n");

  k = 1;
  for (i = 0; i < nr; i++) {
    for (j = 0; j < nc; j++) {
      val = img_getpixel(img, i, j);
      if ((val < 0) || (val > 255)) {
        printf("IMG_WRITE: Found value %d at row %d col %d\n", val, i, j);
        printf("           Setting it to zero\n");
        val = 0;
      }
      if (k % 10) {
        fprintf(iop, "%d ", val);
      } else {
        fprintf(iop, "%d\n", val);
      }
      k++;
    }
  }
  fprintf(iop, "\n");
  fclose(iop);
  return (1);
}

#endif

本文地址：http://blog.csdn.net/linj_m/article/details/40477699

更多资源请关注 博客：LinJM-机器视觉  微博：林建民-机器视觉

Refs:

[1]http://netpbm.sourceforge.net/doc/pgm.html

[2]Netpbm format Wikipedia