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标题: [Delphi]黑白BMP压缩（BitSet压缩法）[建议学习] [打印本页]
作者: 嫂子    时间: 2024-10-4 01:14
标题: [Delphi]黑白BMP压缩（BitSet压缩法）[建议学习]
本帖最后由 嫂子 于 2024-10-4 01:52 编辑

阅读前准备

8Bit=1Byte
4Byte=1Int32

Bit（位）的用处 比较典型的还有大数据去重。比如13位电话号码去重
优势就是 大量减少数据体积(压缩)

帖子来由：
看到 记——我是如何把2.2MB的黑白位图压成93KB的？_精易论坛 (125.la)
虽写如下代码。如下代码适合学习原理 注释完整，语言不是重点。关键是原理

逻辑比较乱所以 洗写了一个Delphi的代码。带完整注释和原理
代码如下：
[Delphi] 纯文本查看 复制代码
const //定义俩常量

  ImageWidth = 32; //图片宽度

  ImageHeight = 32; //图片高度



  {压缩位图到文件}

procedure CompressBitmap(const Bitmap: TBitmap; const FileName: string);

var

  BitSet: TBits; //位集合

  Stream: TFileStream; //文件流

  i, j, ByteIndex: Integer; //索引

  BitValue: Byte; //字节

begin

  BitSet := TBits.Create(); // 创建位集合

  BitSet.Size := ImageWidth * ImageHeight; //位集合大小=长x宽

  try

    for i := 0 to ImageHeight - 1 do

    begin

      for j := 0 to ImageWidth - 1 do

      begin

        // 若黑色则置1（就是True），白色为 0 （就是False）

        if Bitmap.Canvas.Pixels[j, i] = clBlack then

          BitSet.Bits[i * ImageWidth + j] := True;

      end;

    end;



    // 保存到文件

    Stream := TFileStream.Create(FileName, fmCreate);

    try

      //8个位->组合一个Byte字节

      for ByteIndex := 0 to (BitSet.Size div 8) - 1 do

      begin

        BitValue := 0;

        //8个位一次。遍历8个位将对应的位值设置到Byte里。

        for j := 0 to 7 do

        begin

          if BitSet.Bits[ByteIndex * 8 + j] then

            BitValue := BitValue or (1 shl j);

        end;

        //然后把这个Byte写出到文件里

        Stream.Write(BitValue, SizeOf(Byte));

      end;

    finally

      Stream.Free;

    end;

  finally

    BitSet.Free;

  end;

end;



{从文件读取还原回bmp}

procedure DecompressBitmap(const FileName: string; var Bitmap: TBitmap);

var

  Stream: TFileStream;

  BitSet: TBits;

  i, j, ByteIndex: Integer;

  BitValue: Byte;

begin

  BitSet := TBits.Create();

  BitSet.Size := ImageWidth * ImageHeight;

  try

    // 从文件读取位数据

    Stream := TFileStream.Create(FileName, fmOpenRead);

    try

      for ByteIndex := 0 to (BitSet.Size div 8) - 1 do

      begin

        Stream.Read(BitValue, SizeOf(Byte));

        for j := 0 to 7 do

        begin

          if (ByteIndex * 8 + j) < BitSet.Size then

            BitSet.Bits[ByteIndex * 8 + j] := ((BitValue and (1 shl j)) <> 0);

        end;

      end;

    finally

      Stream.Free;

    end;



    // 创建 BMP 图像

    Bitmap.Width := ImageWidth;

    Bitmap.Height := ImageHeight;

    Bitmap.PixelFormat := pf32bit; // 使用 32 位像素格式



    for i := 0 to ImageHeight - 1 do

    begin

      for j := 0 to ImageWidth - 1 do

      begin

        if BitSet.Bits[i * ImageWidth + j] then

          Bitmap.Canvas.Pixels[j, i] := clBlack

        else

          Bitmap.Canvas.Pixels[j, i] := clWhite;

      end;

    end;

  finally

    BitSet.Free;

  end;

end;


唯一比较难懂的地方

压缩的时候 BitSet.Bits[i * ImageWidth + j] := True;  这个索引为什么这么计算
解答：
这个32*32的 Bit集合本质是看作一个 32x32的点阵或者二维数组。
那么我们代码中一般是用   二维[x,y]来表示一个元素。但是数组本质存在内存中如何根据x,y 定位呢？
答案就是所谓的线性索引

在内存中，数组通常是以线性方式存储的。为了将二维数组映射到一维数组（或位数组），我们需要计算一个线性索引。
线性索引的计算公式为：Index = Row * Width + Column，其中 Row 是行索引，Width 是每行的元素数量（在这个例子中是 ImageWidth），Column 是列索引。


比如
第一行  
x=0  y=0  ->索引=x*32（数据的宽度）+y=0  对应内存中的0位置（也就是第一个位置）
x=0  y=1  ->索引=x*32（数据的宽度）+y=1  对应内存中的1位置（也就是第二个位置）
x=0  y=2  ->索引=x*32（数据的宽度）+y=2  对应内存中的2位置（也就是第三个位置）
以此类推到
x=0  y=31  ->索引=x*32（数据的宽度）+y=31  对应内存中的2位置（也就是第32个位置）
第一行结束
第二行
x=1  y=0  ->索引=x*32（数据的宽度）+y=32  对应内存中的0位置（也就是第33个位置）
x=1  y=1  ->索引=x*32（数据的宽度）+y=33  对应内存中的1位置（也就是第34个位置）
x=1  y=2  ->索引=x*32（数据的宽度）+y=34  对应内存中的2位置（也就是第35个位置）

以此类推到
x=1 y=31  ->索引=x*32（数据的宽度）+y=63  对应内存中的2位置（也就是第64个位置）
第二行结束


0
1
2
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0
0
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1
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2
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31

用这样的表格理解更直观

实际效果：
调用：
[Delphi] 纯文本查看 复制代码
procedure TForm12.Button2Click(Sender: TObject);

begin

  {压缩}

  var bmp := Tbitmap.Create;

  bmp.LoadFromFile('32.bmp');

  CompressBitmap(bmp, 'Yasuo.dat');

  bmp.Free;

  {解压还原}

  var newbmp := Tbitmap.Create;

  DecompressBitmap('Yasuo.dat', newbmp);

  //显示到图片框看一下对不对

  image1.Picture.Bitmap.Assign(newbmp);

  newbmp.Free;

end;




32位系统 1个32位整数 占用4字节（Byte） = 4*8=32个位（Bit）
32*32 个Bit 恰好就是32*4字节=128字节

运行结果也符合预期 属性看大小 就是128字节






作者: 嫂子    时间: 2024-10-4 01:39
知识补充

Byte 如何获取到每一个Bit的值（也就是二进制）

解答：

ByteValue and (1 shl i)

1左移i   然后和 Byte值  位于  得到的值 不等于0 则表示1 否则表示0

得到的就是二进制（每一个Bit的值）

比如
Byte=165  二进制是 10100101
  
子程序名返回值类型公开备 注
_按钮1_被单击  
变量名类 型静态数组备 注
Byte字节型 
i整数型 
Byte ＝ 165
计次循环首 (8, i)
判断 (位与 (Byte, 左移 (1, i － 1)) ≠ 0)
编辑框1.加入文本 (“1”)
编辑框1.加入文本 (“0”)

计次循环尾 ()

作者: 一指温柔    时间: 2024-10-4 08:45
共同努力，共同进步
作者: GawrGura    时间: 2024-10-4 10:44
感谢分享啊啊
作者: wuqingg    时间: 2024-10-4 11:32
YYDS~!!!!!!!!!!!
作者: 黑马科技    时间: 2024-10-4 14:41
阿三大王谁打的
作者: bianyuan456    时间: 2024-10-4 17:38
已经顶贴，感谢您对论坛的支持！
作者: 亿万    时间: 2024-10-4 20:36
支持开源~！感谢分享
作者: renhe2018    时间: 2024-10-5 05:10
给力，非常给力。
作者: year1970    时间: 2024-10-5 07:04
感谢分享
作者: 一指温柔    时间: 2024-10-5 08:46
持开源~！感谢分享
作者: chis777780    时间: 2024-10-5 10:14
感谢分享，很给力！~
作者: kyo9766    时间: 2024-10-5 14:21
来学习一下原理，感谢分享
作者: wjswzj0    时间: 2024-10-5 15:57
感谢分享，很给力！~
作者: dot    时间: 2024-10-6 08:31
不错，学习了。。。
作者: 小虎来了    时间: 2024-10-6 10:18
感谢分享。谢谢啦
作者: 杨明煜    时间: 2024-10-6 17:36
值得学习，谢谢呀！..........
作者: please    时间: 2024-10-7 09:38
感谢分享，支持开源！！！
作者: 光影魔术    时间: 2024-10-9 14:07
感谢分享
作者: 96692    时间: 2024-10-19 09:51
厉害啊。。。。。。。。。。
作者: 熊不熊    时间: 2024-12-4 10:44
感谢分享，很给力！~



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