Python Struct讀取bmp圖片信息

一.struct內建模塊

Python提供了一個struct模塊來解決bytes和其他二進制數據類型的轉換。

struct的pack函數把任意數據類型變成bytes：

>>> import struct
>>> struct.pack('>I', 10240099)
b'\x00\x9c@c'

pack的第一個參數是處理指令，’>I’的意思是：

>表示字節順序是big-endian，也就是網絡序，I表示4字節無符號整數。

後面的參數個數要和處理指令一致。

unpack把bytes變成相應的數據類型：

>>> struct.unpack('>IH', b'\xf0\xf0\xf0\xf0\x80\x80')
(4042322160, 32896)

根據>IH的說明，後面的bytes依次變爲I：4字節無符號整數和H：2字節無符號整數。

struct模塊定義的數據類型可以參考Python官方文檔：

https://docs.python.org/3/library/struct.html#format-characters

二.bmp圖片

Windows的位圖文件（.bmp）是一種非常簡單的文件格式，我們來用struct分析一下。

首先找一個bmp文件，沒有的話用“畫圖”畫一個。
讀入前30個字節來分析：

>>> s = b'\x42\x4d\x38\x8c\x0a\x00\x00\x00\x00\x00\x36\x00\x00\x00\x28\x00\x00\x00\x80\x02\x00\x00\x68\x01\x00\x00\x01\x00\x18\x00'
BMP格式採用小端方式存儲數據，文件頭的結構按順序如下：

兩個字節：’BM’表示Windows位圖，’BA’表示OS/2位圖；
一個4字節整數：表示位圖大小；
一個4字節整數：保留位，始終爲0；
一個4字節整數：實際圖像的偏移量；
一個4字節整數：Header的字節數；
一個4字節整數：圖像寬度；
一個4字節整數：圖像高度；
一個2字節整數：始終爲1；
一個2字節整數：顏色數。

所以，組合起來用unpack讀取：

>>> struct.unpack('<ccIIIIIIHH', s)
(b'B', b'M', 691256, 0, 54, 40, 640, 360, 1, 24)

結果顯示，b’B’、b’M’說明是Windows位圖，位圖大小爲640x360，顏色數爲24。

讀取文件判斷

import base64, struct

with open('test.bmp', 'rb') as f:
    s = f.read(30)

print(s)
def bmp_info():
    unpackbuf = struct.unpack('<ccIIIIIIHH', s)
    if (unpackbuf[0] != b'B' or unpackbuf[1] != b'M'):
        return None
    else:
        return {
            'width' : unpackbuf[6],
            'height': unpackbuf[7],
            'color' : unpackbuf[9]
        }

bi = bmp_info()
print(bi['width'], bi['height'], bi['color'])