遥感影像的保存需要无压缩形式的保存，普通JPG, TIFF等格式会压缩数据，改变原始数据值
 
所以应该采取二进制流保存的方式，用fopen, fwrite
 
后缀写成“.raw”（PS：单反相机采用的raw格式也是一种无压缩存储的形式）
 
例子：
 
str='january.raw';
 fid=fopen(str,'wb');
 fwrite(fid,temp1,'double');  %temp1是需要保存的矩阵，‘double’是数据精度
 fclose(fid);
 
 

 
 
然鹅我经过试验还存在一个问题！
 
假设我们经过计算得到的temp1是一个3600行*7200列的数据，同时想要保存成这样的大小，如果直接输入temp1，竟然保存的的是temp1的转置！即7200行*3600列（这可能是matlab自身矩阵是按列优先，然后和写入文件的时候有差别造成的，猜的），所以在保存之前需要将矩阵转置一下：
 
<

 
一、背景
 
在日吃昂的程序书写中，测试数据的来源分很多种。笔者一般喜欢用C原因呢的rand指令随机产生一些数据，但是在图像处理的程序中，C语言通常是通过读写图像文件。图像文件的产生可以用matlab，一般的流程为用matlab读入图像，在保存为二进制文件。二进制文件的保存通常不用添加文件后缀名，为了区分，也可以自行添加。
 
二、matlab写二进制文件
 
2.1 步骤
 
1）定义文件指针；2）写入
 
clear all;close all;clc;

image=imread('lena.bmp');
[rows,cols]=size(image);
vector(1,:)=reshape(image',[1,rows*cols]);

fid = fopen('data','wb');
fwrite(fid,vector(1,:),'single');
 
三、C语言读二进制文件
 
3.1知道文件中数据的size
 
void readDataLength(float *vector, int data_length)
{
    char flieName[50] = "data";  //文件路径
    FILE *fileIn;            //fp文件指针
    errno_t errIn;          //标记是否成功打开文件

    errIn = fopen_s(&fileIn, flieName, "rb"); // 成功ff=0,否则，ff!=0
    if (errIn != 0)
    {
        std::cout << "不能打开文件" << std::endl;
        return;
    }
    // 读入数据到内存中
    for (int i = 0; i < data_length; i++)
    {
        if (fread(&vector[i], sizeof(float), 1, fileIn) != 1){
            if (feof(fileIn)){
                fclose(fileIn);
                return;
            }
            printf("读出文件失败\n");
        }
        //fread(&vector[i], sizeof(float), 1, fileIn);
    }
    fclose(fileIn);
    std::cout << "读出文件成功！" << std::endl;
}
 
3.2不知道文件中数据的size
 
对于很多文件，出于一些原因，我们不能提前知道文件中数据的size，此时可以使用c语言中的文件结束标识符feof读取文件.
 
void readData(float* vector)
{
    char flieName[50] = "b";  //文件路径
    FILE *fileIn;            //fp文件指针
    errno_t errIn;          //标记是否成功打开文件
    int i = 0;
    errIn = fopen_s(&fileIn, flieName, "rb"); // 成功ff=0,否则，ff!=0
    if (errIn != 0)
    {
        std::cout << "不能打开文件" << std::endl;
        return;
    }

    // 读入数据到内存中
    //for (int i = 0; i < 100000; ++i)
    //{
    //  while (!feof(fileIn))
    //  {
    //      fread(&vector[i], sizeof(float), 1, fileIn);
    //      //if (i % 10 == 0){
    //      //  printf("%d", i);
    //      //}
    //  }
    //}
    while (!feof(fileIn)){
        fread(&vector[i], sizeof(float), 1, fileIn);
        i++;
        if (i % 1000 == 0){
            printf("%d\n", i);
        }
    }
    fclose(fileIn);
    std::cout << "读出文件成功！" << std::endl;
}
 
c语言二进制写文件
 
//二进制写文件
void saveData(float *vector, int data_length)
{
    char sXName[50] = "result";  // 文件路径

    FILE *fX;            //fp文件指针
    errno_t efX;            //标记是否成功打开文件

    efX = fopen_s(&fX, sXName, "wb");//成功ff=0,否则，ff!=0 
    if (efX != 0)
    {
        std::cout << "不能打开文件" << std::endl;
        return;
    }

    int eff = 0;
    for (int i = 0; i < data_length; i++)
    {
        eff = fwrite(&vector[i], sizeof(float), 1, fX);
        if (eff != 1)
        {
            std::cout << "文件写入错误" << std::endl;
            return;
        }
    }
    fclose(fX);

    std::cout << "已保存处理后的文件" << std::endl;
}

问题背景
 
根据研究需要编写一个使用PCA方法对高光谱图像进行全锐化的程序，结果第一步读取文件就犯了难：给定的文件是一个二进制文件，没有文件后缀名。查阅相关资料解决问题后记录如下：
 

解决思路
 
第一步：读出文件
 
其实对于文件单纯的读取还是非常好解决的。只要使用如下语句即可把文件读取出到变量temp中：
 
如果对open函数的参数mode不熟悉，可以查阅：https://www.runoob.com/python/python-func-open.html
 
此处我们需要以二进制方式读取该文件，因此mode=‘rb'
 
    with open(filename, mode='rb') as file:
        temp = file.read()
    file.close()
 
但是这样读出的temp是一个二进制串，类似：
 
\x00\x06\xa7@\x00\x00\x00\x00\x00`\xa5
 
因此我们还需要对结果进行unpack操作。
 
第二步：文件转码
 
在python的struct库中提供了方法unpack，它可以将二进制串以自定的形式转换成用户想要的字符串。
 
您可以查看官方文档https://docs.python.org/zh-cn/3/library/struct.html以获取更多信息。
 
但在此处，我们已知我们的数据是以float类型，小端方式存储的，因此编写出来的程序如下：
 
    data = struct.unpack("<" + "d" * (len(temp) // 8), temp[:])
 
其中，"<"代表以小端方式解构；
 
           “d" * （len(temp) // 8）代表构造出temp // 8 大小的缓存区，且这个缓存区的格式是”dd····d“，即全为float类型的数据，unpack()函数会以此缓存区的格式对二进制数据进行解构。
 
至此文件读取和转码均已完成，如果您要解码的文件格式有所不同，请根据unpack()官方文档查找相应参数并修改。
 

总结
 
将我们上述的代码组合起来，可以得到输入为文件地址（即如下程序所示的filename），返回该二进制文件转码后数据的函数load_binary_file（）如下：
 
import struct


def load_binary_file(filename):
    """
    用于读取二进制文件的函数
    """
    # 二进制文件，读取使用rb
    with open(filename, mode='rb') as file:
        temp = file.read()
    file.close()

    # 使用unpack函数将二进制数据转码，注意使用的读取是小端存储的，而且是double类型8字节转码
    data = struct.unpack("<" + "d" * (len(temp) // 8), temp[:])

    return data
 
注：该函数只能对文件内全是float数据的二进制文件使用，如格式不对，请修改
 
    data = struct.unpack("<" + "d" * (len(temp) // 8), temp[:])
 
 之后便可以使用输出的data进行数据处理操作了。
 
如果您想要了解更多关于我使用PCA进行高光谱图像全锐化的代码(截至2019/12/19尚未完成)，可以访问我的GitHub：https://github.com/pingdixiaoguai/pan_sharpening
 
本人也是第一次写博文，如有不足，还请指教。

python中要识别图像信息用于机器学习等的话，使用opencv和numpy就可以了，简单快捷。
 

目录
 
分块
 
FFD8、FFD9-SOI、EOI-文件开始与结束
 
FFE0-APP0-图像识别信息
 
FFDB-DQT-定义量化表
 
FFC0-SOF0-图像基本信息
 
FFC4-DHT-定义Huffman表
 
FFDA-SOS-扫描行开始
 

以一张随手创建的简单图片为例：
 
 
它的二进制形式（开头部分）如下：
 
 
 
 
当然，这其实是十六进制。二进制指的是计算机中按二进制数进行存储，为了便于查看显示为十六进制而已。
 
 
 
 
如何查看二进制形式：
 
 
把文件的后缀名去掉，然后用Sublime或UltraEdit等打开即可。注意如果用记事本或notepad++等打开的话可能会乱码。
 
 

分块
 
JPEG文件内部分为若干块，这些块由ff开头（截图中已标出部分），ff后紧跟的一个标记符指明了这个块的类型。
 
这些分块按出现顺序分别是：
 
SOI
ff d8
文件开始
APP0
ff e0
定义交换格式和图像识别信息
DQT
ff db
定义量化表
SOF0
ff c0
帧开始
DHT
ff c4
霍夫曼(Huffman)表
SOS
ff da
扫描行开始
EOI
ff d9
文件结束

首先是两个比较简单和特殊的块：
 
FFD8、FFD9-SOI、EOI-文件开始与结束
 
名称
二进制数
含义
SOI
ff d8
文件开始
EOI
ff d9
文件结束
 
 
需要注意截图中Sublime自动按两个字节一组显示的，但实际上ff并不一定只出现在第单数个字节处，有可能ff和标记符间隔着一个空格。
 
 
（也就是说你按[标记符+空格]进行搜索，不一定能找到全部的分块）
 
 

FFE0-APP0-图像识别信息
 
 
0010指该块长度为16个字节（不包括ffe0）
 
4a46 4946 00是JFIF格式标识码
 
01 01是版本号（第一个01是主版本号，第二个01是次版本号）
 
01是单位（00=无单位；01=点数/英寸；02=点数/厘米）
 
0078为水平分辨率
 
0078为竖直分辨率
 
00为水平点数
 
00为竖直点数
 

FFDB-DQT-定义量化表
 
 
一共有两个DQT块，它们ffdb后面都紧跟着一个0043，意味着这两个DQT块的长度（不包括ffdb）都为67个字节。
 
DQT块定义了图像的量化表，参与到图像的压缩中，我没有用到这一部分，暂时不讲（以后用到了再补）
 

FFC0-SOF0-图像基本信息
 
 
同样的，0011指示了SOF0块长度为17个字节。
 
前8个字节分别为：
 
字节数
示例中的值
示例中的含义
2
0011
SOF0块长度为17个字节
1
08
每个像素的每个颜色分量为8位
2
02 0d
图片高度为525（直接换算成十进制）
2
02 5a
图片宽度602（直接换算成十进制）
1
03
组件数量为3
JPEG一般采用yCrCb格式，因此最后的组件数量通常为3（每个组件就是像素的一个颜色分量）
 
 
 
y指的是亮度；Cr指的是红色分量；Cb指的是蓝色分量。
 
 
每个组件包含三个字节：
 
1
01  |  02  |  03
01=Y；02=Cb；03=Cr；04=I；05=Q
1
22  |  11  |  11
0~3位=竖直采样系数；4~7位=水平采样系数
1
00  |  01  |  01
量化表号
 
 
第一个字节指示这个组件是什么，除了之前说的y、Cr、Cb以外，还有I和Q。
 
 
I和Q是YIQ色彩空间中使用的，y是亮度，I代表In-phase，色彩从橙色到青色，Q代表Quadrature-phase，色彩从紫色到黄绿。
 
 

FFC4-DHT-定义Huffman表
 
 
示例中共有4张Huffman表，分别为亮度AC（交流）、亮度DC（直流）、色度AC、色度DC。
 
（暂时没弄太明白，之后补充）
 

FFDA-SOS-扫描行开始
 
 
紧跟着ffda的000c描述段长度，值为6+[组件数量]，这里组件数量为3。
 
之后的03表示组件数量为3，这里的值必须在1到4之间。
 
01表示组件号码为1（y），00的0－3位：AC表号 (值＝0~3)，4－7位：DC表号(值＝0~3)
 
在SOS后记录的就是图像数据，从左到右从上到下依次排列。（是经过压缩算法处理过后的）