C# Bitmap图像处理(含增强对比度的三种方法)

来源:互联网 发布:阿里云 sap hana 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 14:43

Bitmap类

Bitmap对象封装了GDI+中的一个位图,此位图由图形图像及其属性的像素数据组成.因此Bitmap是用于处理由像素数据定义的图像的对象.该类的主要方法和属性如下:

1. GetPixel方法和SetPixel方法:获取和设置一个图像的指定像素的颜色.
2. PixelFormat属性:返回图像的像素格式.
3. Palette属性:获取和设置图像所使用的颜色调色板.
4. Height Width属性:返回图像的高度和宽度.
5. LockBits方法和UnlockBits方法:分别锁定和解锁系统内存中的位图像素.在基于像素点的图像处理方法中使用LockBits和UnlockBits是一个很好的方式,这两种方法可以使我们指定像素的范围来控制位图的任意一部分,从而消除了通过循环对位图的像素逐个进行处理,每调用LockBits之后都应该调用一次UnlockBits.


BitmapData类
BitmapData对象指定了位图的属性
1. Height属性:被锁定位图的高度.
2. Width属性:被锁定位图的高度.
3. PixelFormat属性:数据的实际像素格式.
4. Scan0属性:被锁定数组的首字节地址,如果整个图像被锁定,则是图像的第一个字节地址.
5. Stride属性:步幅,也称为扫描宽度.

这里要重点说说Stride属性,这个和Width有什么区别呢,可以这么说,如果你的图片大小也就是图片字节是4的整数倍,那么Stride与Width是相等的,否则Stride就是大于Width的最小4的整数倍。在处理过程中,Stride肯定是4的整数倍,这里是个坑啊。。。

                                                       

例1:有一个一维像素点阵数组,里面放的是每个像素点的灰度值,知道宽和高,要转换成bitmap

/// <summary>/// 像素点阵转换为bitmap/// </summary>/// <param name="rawValues">byte[]数组</param>/// <param name="width">图片的宽度</param>/// <param name="height">图片的高度</param>/// <returns>bitmap图片</returns>public static Bitmap ToGrayBitmap(byte[] rawValues, int width, int height){    Bitmap bmp = new Bitmap(width, height, System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format8bppIndexed);    BitmapData bmpData = bmp.LockBits(new System.Drawing.Rectangle(0, 0, width, height), ImageLockMode.WriteOnly, System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format8bppIndexed);    //// 获取图像参数      //bmpData.Stride = width;    int stride = bmpData.Stride;  // 扫描线的宽度      int offset = stride - width;  // 显示宽度与扫描线宽度的间隙      IntPtr iptr = bmpData.Scan0;  // 获取bmpData的内存起始位置      int scanBytes = stride * height;// 用stride宽度,表示这是内存区域的大小      //// 下面把原始的显示大小字节数组转换为内存中实际存放的字节数组      int posScan = 0, posReal = 0;// 分别设置两个位置指针,指向源数组和目标数组      byte[] pixelValues = new byte[scanBytes];  //为目标数组分配内存      for (int x = 0; x < height; x++)    {        //// 下面的循环节是模拟行扫描          for (int y = 0; y < width; y++)        {            pixelValues[posScan++] = rawValues[posReal++];        }        posScan += offset;  //行扫描结束,要将目标位置指针移过那段“间隙”      }    //// 用Marshal的Copy方法,将刚才得到的内存字节数组复制到BitmapData中      System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(pixelValues, 0, iptr, scanBytes);    bmp.UnlockBits(bmpData);  // 解锁内存区域      //// 下面的代码是为了修改生成位图的索引表,从伪彩修改为灰度      ColorPalette tempPalette;    using (Bitmap tempBmp = new Bitmap(1, 1, System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format8bppIndexed))    {        tempPalette = tempBmp.Palette;    }    for (int i = 0; i < 256; i++)    {        tempPalette.Entries[i] = System.Drawing.Color.FromArgb(i, i, i);    }    bmp.Palette = tempPalette;    //// 算法到此结束,返回结果      return bmp;}

至于24位位图数据其实就是 一个像素点有rgb三个值而已,道理一样。


例2::根据图片得到他的灰度数组

//8位位图得到除去文件头信息的一位灰度数组BitmapData bmpData = map.LockBits(new System.Drawing.Rectangle(0, 0, map.Width, map.Height), ImageLockMode.ReadOnly, System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format8bppIndexed);//// 获取图像参数  int stride = bmpData.Stride;  // 扫描线的宽度  int offset = stride - map.Width;  // 显示宽度与扫描线宽度的间隙  IntPtr iptr = bmpData.Scan0;  // 获取bmpData的内存起始位置  int scanBytes = stride * map.Height;// 用stride宽度,表示这是内存区域的大小  //// 下面把原始的显示大小字节数组转换为内存中实际存放的字节数组  mapdata = new byte[scanBytes];  //为目标数组分配内存System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(iptr, mapdata, 0, scanBytes); //copy内存中数据到数组中

这里对与bitmapdata的操作方式是ReadOnly


下面的三个例子分别基于像素(GetPixel和SetPixel)、基于内存、基于指针这三种方法增强图片对比度。均测试通过

运行时间:

1)基于像素:400-600ms
2)基于内存:17-18ms
3)基于指针:20-23ms
利用LUT,应该可以进一步减少运行时间

 // 第一种方法:像素提取法。速度慢        public Bitmap MethodBaseOnPixel(Bitmap bitmap,int degree)        {            Color curColor;            int grayR, grayG, grayB;            double Deg = (100.0 + degree) / 100.0;            for (int i = 0; i < bitmap.Width; i++)            {                for (int j = 0; j < bitmap.Height; j++)                {                    curColor = bitmap.GetPixel(i, j);                    grayR =Convert.ToInt32((((curColor.R / 255.0 - 0.5) * Deg + 0.5)) * 255);                    grayG = Convert.ToInt32((((curColor.G / 255.0 - 0.5) * Deg + 0.5)) * 255);                    grayB = Convert.ToInt32((((curColor.B / 255.0 - 0.5) * Deg + 0.5)) * 255);                    if (grayR < 0)                        grayR = 0;                    else if (grayR > 255)                        grayR = 255;                    if (grayB < 0)                        grayB = 0;                    else if (grayB > 255)                        grayB = 255;                    if (grayG < 0)                        grayG = 0;                    else if (grayG > 255)                        grayG = 255;                    bitmap.SetPixel(i, j, Color.FromArgb(grayR, grayG, grayB));                }            }            return bitmap;        }
// 第二种方法:基于内存        public unsafe Bitmap MethodBaseOnMemory(Bitmap bitmap, int degree)        {            if (bitmap == null)            {                return null;            }            double Deg = (100.0 + degree) / 100.0;            int width = bitmap.Width;            int height = bitmap.Height;            int length = height * 3 * width;            byte[] RGB = new byte[length];            BitmapData data = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, width, height), ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format24bppRgb);            System.IntPtr Scan0 = data.Scan0;            System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(Scan0, RGB, 0, length);            double gray = 0;            for (int i = 0; i < RGB.Length; i += 3)            {                for (int j = 0; j < 3; j++)                {                    gray = (((RGB[i + j] / 255.0 -0.5) * Deg+0.5)) * 255.0;                    if (gray > 255)                        gray = 255;                    if (gray < 0)                        gray = 0;                    RGB[i + j] = (byte) gray;                }            }            System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(RGB, 0, Scan0, length);// 此处Copy是之前Copy的逆操作            bitmap.UnlockBits(data);            return bitmap;        }    }
//第三种方法:基于指针        public unsafe Bitmap MethodBaseOnPtr(Bitmap b, int degree)        {            if (b == null)            {                return null;            }            try            {                double num = 0.0;                double num2 = (100.0 + degree) / 100.0;                num2 *= num2;                int width = b.Width;                int height = b.Height;                BitmapData bitmapdata = b.LockBits(new Rectangle(0, 0, width, height), ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format24bppRgb);                byte* numPtr = (byte*)bitmapdata.Scan0;                int offset = bitmapdata.Stride - (width * 3);                for (int i = 0; i < height; i++)                {                    for (int j = 0; j < width; j++)                    {                        for (int k = 0; k < 3; k++)                        {                            num = ((((((double)numPtr[k]) / 255.0) - 0.5) * num2) + 0.5) * 255.0;                            if (num < 0.0)                            {                                num = 0.0;                            }                            if (num > 255.0)                            {                                num = 255.0;                            }                            numPtr[k] = (byte)num;                        }                        numPtr += 3;                    }                    numPtr += offset;                }                b.UnlockBits(bitmapdata);                return b;            }            catch            {                return b;            }        }



参考:

1.  http://blog.csdn.net/jiangxinyu/article/details/6222302 (此博客的代码中有错误,精简代码基于内存处理的copy顺序有问题)

2.  http://www.pin5i.com/showtopic-20228.html  // C# 特效图片:雾化、浮雕等。




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