尝试从给定的 PNG 图像中提取像素值

Posted 2023-03-28

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【中文标题】尝试从给定的 PNG 图像中提取像素值【英文标题】：Trying to extract pixel values from a given PNG image 【发布时间】：2012-06-21 10:20:56 【问题描述】：

尝试理解 PNG 格式。

考虑一下这个 PNG 图片：

图片取自here

在十六进制编辑器中，它看起来像这样：

89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A 00 00 00 0D 49 48 44 52 00 00 00 80 00 00 00 44 08 02 00 00 00 
C6 25 AA 3E 00 00 00 C2 49 44 41 54 78 5E ED D4 81 06 C3 30 14 40 D1 B7 34 DD FF FF 6F 
B3 74 56 EA 89 12 6C 28 73 E2 AA 34 49 03 87 D6 FE D8 7B 89 BB 52 8D 3B 87 FE 01 00 80 
00 00 10 00 00 02 00 40 00 00 08 00 00 01 00 20 00 00 04 00 80 00 00 10 00 00 02 00 40 
00 00 08 00 00 01 00 20 00 00 00 D4 5E 6A 64 4B 94 F5 98 7C D1 F4 92 5C 5C 3E CF 9C 3F 
73 71 58 5F AF 8B 79 5B EE 96 B6 47 EB F1 EA D1 CE B6 E3 75 3B E6 B9 95 8D C7 CE 03 39 
C9 AF C6 33 93 7B 66 37 CF AB BF F9 C9 2F 08 80 00 00 10 00 00 02 00 40 00 00 08 00 00 
01 00 20 00 00 04 00 80 00 00 10 00 00 02 00 40 00 00 08 00 00 01 00 20 00 00 8C 37 DB 
68 03 20 FB ED 96 65 00 00 00 00 49 45 4E 44 AE 42 60 82

等价字符：

‰PNG........IHDR...€...D.....Æ%ª>...ÂIDATx^íÔ..Ã0.@Ñ·4Ýÿÿo³tVê‰.l(sâª4I.‡ÖþØ‰
»R.;‡þ..€.......@....... ....€.......@....... ...Ô^jdK”õ˜|Ñô’\\>Ïœ?sqX_¯
‹y[î–¶GëñêÑÎ¶ãu;æ¹•.ÇÎ.9É¯Æ3“f7Ï«¿ùÉ/.€.......@....... ....€.......@....... ..Œ7Ûh. 
ûí–e....IEND®B`‚

HEX 编辑器截图如下：

我正在尝试对该图像进行逆向工程以提取标题部分和 RGB 像素值。我读到了 PNG 和 here ，到目前为止，我已经注意到关于这张图片的以下内容：

IHDR 块必须首先出现。它包含：

Width:              4 bytes
Height:             4 bytes
Bit depth:          1 byte
Color type:         1 byte
Compression method: 1 byte
Filter method:      1 byte
Interlace method:   1 byte

下面我开始依次读取 HEX 数据：

1- 前 8 字节：这是 8 字节签名

 89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A

相当于：%PNG 可以在 HEX 编辑器中看到

有效的 PNG 图像必须包含一个 IHDR 块、一个或多个 IDAT 块和一个 IEND 块。

2- 块：长度

 00 00 00 0D

3-Chunk：块类型

 49 48 44 52

什么是 IHDR。

http://www.w3.org/TR/PNG-Chunks.html

4- 块：图像的宽度（十进制 128）

00 00 00 80

5- Chunk：图片高度（68 进制）

00 00 00 44

6- 块：位深度（1 字节）

7- 块：颜色类型

8-压缩方式

9-过滤方法：

10-交错法：

11- 以下数据是什么？

C6 25 AA 3E 00 00 00 C2

12-- IDAT

49 44 41 54

13- 这是什么数据（IDAT 之后）：

78 5E ED D4 81 06 C3 30 14 40 D1 B7 34 DD FF FF 6F B3 74 56 EA 89 12 6C 28 73 E2 AA 34 49 03 87 D6 FE D8 7B 89 BB 52 8D 3B 87 FE 01 00 80 00 00 10 00 00 02 00 40 00 00 08 00 00 01 00 20 00 00 04 00 80 00 00 10 00 00 02 00 40 00 00 08 00 00 01 00 20 00 00 4 4 D4 4 5E F 59 8 B 6 D4 4 5E F 6A 92 5C 5C 3E CF 9C 3F 73 71 58 5F AF 8B 79 5B EE 96 B6 47 EB F1 EA D1 CE B6 E3 75 3B E6 B9 95 8D C7 CE 03 39 C9 AF C6 33 93 7B 66 37 CF AB BF F9 C9 2F 08 80 00 00 10 00 00 02 00 40 00 00 08 00 00 01 00 20 00 00 04 00 80 00 00 10 00 00 02 00 40 00 00 08 00 00 01 00 20 7 6 00 03 2C 00 00 00 01 00 20 7 6 00 03 2C 0 65 00 00 00 00

14- IEND：

49 45 4E 44

15- 最后 4 个字节

 AE 42 60 82

这些是什么？

上面的第 11、13 和 15 点可以帮助我理解吗？像素值在哪里？图像具有（128 x 68 像素）

了解这些细节的目的：

一旦我知道了这些细节，我将生成自己的 16 位 PNG 图像。我已经有了像素值，所以我的工作是引入标题等。我不知道是否有软件可以完成这项工作。

更新

我现在明白了，因为压缩，我无法定位像素值。

我想到我可以在 OpenCV 中编写一个文件并将其保存为 png。那么现在我的直接问题是：我有一个具有灰度 16 位像素值的 binary 文件。我可以在 OpenCV 中将其写为 16 位 PNG 吗？

【问题讨论】：

【参考方案1】：

虽然了解 PNG 图像实际上是什么以及图像在文件中的实际表示方式可能很有趣，但您无需知道这些即可生成 PNG 文件。

请注意，PNG 使用无损压缩，这意味着每个像素不会得到两个字节。

您可以使用现有的许多库在程序中生成图像并以 PNG 格式输出。例如，您可以在 OpenCV 中制作图像，然后使用imWrite 将其输出。其中一个参数可以使其输出为PNG。

如果你有灰度 16 位像素值，那么你可以把它们放到一个Mat 中。

然后将其转换为 IplImage：Converting cv::Mat to IplImage*

然后就可以输出到文件了。

【讨论】：

我刚刚注意到压缩，所以它很好我不会得到精确的像素值。但是你能告诉我关于 11 和 15 的事情吗？谢谢，您的回答对我很有帮助。我会测试它，然后发布结果。 +1 但我不完全同意“你只是在浪费时间”。对于您当前的任务，可能不需要了解 PNG 的内部结构，但它仍然在学习。伙计们，今天我已经了解了 PNG 的内部和外部！谢谢你们的帮助！是的，学习底层细节很重要，因为它可以让事情成为未来的证明。好吧，你说得对。我的发言相当激进。【参考方案2】：

只是为了完整（eboix的回答当场就对了）