以正确的方式从二进制文件中提取存储的 png 图像

Question

我有一个二进制文件，其中一次包含一个 PNG 文件（二进制文件不是 DLL，不是 EXE，没有什么常见的，只是一个包含不同文本信息的文件，一个 PNG 文件和其他一些东西。我不知道该文件的格式。PNG 文件可通过执行此类文件的程序显示）。我没有执行这些文件的程序的来源。 我现在的任务是从二进制文件中提取这个 PNG 文件，以便显示或保存为 PNG。我写了一个代码，它适用于其中一些文件（假设大约 50% 的文件），但在其他文件上则不行。在不工作的文件上，创建此文件的程序仍然可以显示包含图像，因此图像在每个文件中肯定是有效的 - 但无论如何我的代码不适用于某些文件。

有些图像似乎有另一种格式，可能是编码类型（我已经尝试了所有不同的编码类型，但没有成功）。这是我的代码（我希望有人能告诉我要更改什么以使图像始终可读）。

我的代码是做什么的：它找到已知的 PNG 图像“‰PNG”的起始字符串和已知的结束字符串“IEND®B`‚”。这个字符串在我的任何包含 PNG 的二进制文件中都是相同的。 然后我的代码获取开始和结束之间的字符串 + 开始和结束序列并保存它 到带有 Encoding.Default 的文件。大多数通过这种方式提取的 PNG 文件可以使用图像查看器显示，但大约 50% 是无效的。如果我用编辑器打开它并将字符与工作图像进行比较，图像看起来还不错。到目前为止，我不知道哪个符号是错误图像格式的原因。

如果需要我会提供更多信息，这里是我的代码：

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        string ReadFile1 = Path.Combine(Environment.GetFolderPath(Environment.SpecialFolder.DesktopDirectory), "file.dat");
        string WriteFile1 = Path.Combine(Environment.GetFolderPath(Environment.SpecialFolder.DesktopDirectory), "test.png");
        string TMP = File.ReadAllText(Path.Combine(Environment.GetFolderPath(Environment.SpecialFolder.DesktopDirectory), ReadFile1), Encoding.Default); //System.Text.Encoding.GetEncoding(1251)
        int start1 = TMP.IndexOf("PNG", 0 ,StringComparison.Ordinal);
        if (start1 == 0) { return; }
        int end1 = TMP.IndexOf("IEND", StringComparison.Ordinal);
        string PNG = TMP.Substring(start1 - 1, (end1 + 9) - start1);
        File.WriteAllText(Path.Combine(Environment.GetFolderPath(Environment.SpecialFolder.DesktopDirectory), "test.png"), PNG, Encoding.Default);
    }

我还想到了首先用二进制方法获取 PNG 并使用了这段代码， 但是我只读取字符串就得到了完全相同的结果。这里是我之前的 代码。我使用要比较的字符串在字节数组中寻找位置。 我对二进制代码没有运气......

 byte[] by;
        // 1.
        // Open file with a BinaryReader.
        using (BinaryReader b = new BinaryReader(File.Open(ReadFile1, FileMode.Open), Encoding.Default))
        {
            // 2.
            // Variables for our position.
            int pos = start1 - 1;           //I determine the right positions before doing this
            int required = (end1 + 9) - start1; 

            // 3.
            // Seek to our required position.
            b.BaseStream.Seek(pos, SeekOrigin.Begin);

            // 4.
            // Read the next 2000 bytes.
            by = b.ReadBytes(required);
            b.Close();
        }

        FileStream writeStream;
        writeStream = new FileStream(WriteFile1, FileMode.Create);
        BinaryWriter writeBinay = new BinaryWriter(writeStream, Encoding.Default);
        writeBinay.Write(by);
        writeBinay.Close(); */

Answer 1

PNG 文件是二进制文件。如果您使用某种编码读取它们，您将丢失信息并且程序的输出不再是有效的 PNG 文件。更多解释和代码示例请参考Using Chunks in a PNG。

另请阅读PNG Specifiaction: File structure 了解详细信息。

Answer 2

您不应该将文件作为文本文件读取；内容可能会发生转换。您应该尝试使用File.ReadAllBytes，然后搜索PNG文件开头和结尾的字节序列，然后写出该字节区域。

要在字节数组中查找字节序列，可以使用如下代码：

private static int IndexOf(byte[] array, byte[] sequence, int startIndex)
{
    if (sequence.Length == 0)
        return -1;

    int found = 0;
    for (int i = startIndex; i < array.Length; i++)
    {
        if (array[i] == sequence[found])
        {
            if (++found == sequence.Length)
            {
                return i - found + 1;
            }
        }
        else
        {
            found = 0;
        }
    }

    return -1;
}

private void button2_Click(object sender, EventArgs e) 
{ 
    string ReadFile1 = Path.Combine(Environment.GetFolderPath(Environment.SpecialFolder.DesktopDirectory), "file.dat"); 
    string WriteFile1 = Path.Combine(Environment.GetFolderPath(Environment.SpecialFolder.DesktopDirectory), "test.png"); 

    byte[] TMP = File.ReadAllBytes(ReadFile1);

    byte[] pngStartSequence = new byte[] { 0x89, 0x50, 0x4E, 0x47 };
    byte[] pngEndSequence = new byte[] { 0x49, 0x46, 0x4E, 0x44 };

    int start1 = IndexOf(TMP, pngStartSequence, 0);
    if (start1 == -1)
    {
       // no PNG present
       MessageBox.Show("Could not find PNG header");
       return;
    }

    int end1 = IndexOf(TMP, pngEndSequence, start1 + pngStartSequence.Length);
    if (end1 == -1)
    {
       // no IEND present
       MessageBox.Show("Could not find PNG footer");
       return;
    }

    int pngLength = end1 - start1 + 8;
    byte[] PNG = new byte[pngLength];

    Array.Copy(TMP, start1, PNG, 0, pngLength);

    File.WriteAllBytes(WriteFile1, PNG); 
} 

Answer 3

使用File.ReadAllBytes 和File.WriteAllBytes。作为文本的读写可能会受到编码的影响。

您可以使用Jb Evain algorithm 在Byte Array 中查找模式，如下所示：

static void Main()
{
    // PNG file signature
    var startPattern = new byte[] { 137, 80, 78, 71, 13, 10, 26, 105 };
    var data = File.ReadAllBytes("png file");

    var start = data.Locate(startPattern);
    // and end like this
}    

public static int[] Locate(this byte[] self, byte[] candidate)
{
    if (IsEmptyLocate(self, candidate))
        return Empty;

    var list = new List<int>();

    for (int i = 0; i < self.Length; i++)
    {
        if (!IsMatch(self, i, candidate))
            continue;

        list.Add(i);
    }

    return list.Count == 0 ? Empty : list.ToArray();
}

static bool IsMatch(byte[] array, int position, byte[] candidate)
{
    if (candidate.Length > (array.Length - position))
        return false;

    for (int i = 0; i < candidate.Length; i++)
        if (array[position + i] != candidate[i])
            return false;

    return true;
}

static readonly int[] Empty = new int[0];

static bool IsEmptyLocate(byte[] array, byte[] candidate)
{
    return array == null
            || candidate == null
            || array.Length == 0
            || candidate.Length == 0
            || candidate.Length > array.Length;
}