vb.net中彩色图像数据的快速获取

vb.net中彩色图像数据的快速获取

    一直以来，图像处理都是VB的禁区，主要的原因可能是因为她没有指针，而图像的数据量通常都很大。其实，只要有正确的方法，VB同样可以写出高效而又快速的图像处理程序的。

        我并不是学图像处理这方面的。可以说，我的专业和图像毫不占边，但因老板项目的需要，自学了一些图形图像学方面的知识。网络上图像方面大部分的代码都是用VC写的，对于我这个对C系列语言不感冒的人来说实在是太痛苦了，好在关键的算法部分还能够马马乎乎的看懂，这样在学习中也改写了不少代码，这里想共享一些常用的算法供大家研究。

       要处理一个图像，首先当然要获得该图像的像素值，常见很多人直接用两个循环中调用GetPixel 来得到数据(最初我也是），这个过程是相当耗时，在处理完毕后又调用SetPixel 来更新图像，而SetPixel呢，要进行坐标系转化、剪裁区域判断、将颜色匹配为设备支持的最接近的，最后还要根据不同的颜色格式寻址、为将颜色写入其所在位进行位运算，速度可想而知了。

       在VB6.0,为了快速得到一副图像的数据，通常需要调用API函数GetDIBits，而在调用该函数前要做大量的准备工作(API声明、BITMAPINFO信息设置等），也有点烦躁，但在.net中提供了BitmapData类，再结合Marshal类的Copy方法可以快速地复制图像数据到一维数组中。

        因为我的项目中只对彩色图像进行处理，而且不涉及到特效，所以没有考虑到Alpha通道。

       以下是图像的读取和保存部分的代码：

    '  ******************************************************************************************
    '
    '  函数名   ：  ReadBitmap
    '  功能     ：  读取图像数据
    '  参数     ：  Bmp          ------     Bitmap       待处理位图
    '               BmpData      ------     Byte         保存图像的数据的数组（引用）
    '  作者     ：  laviewpbt
    '  时间     ：  2005-5-20  9：45
    '  修改者   ： 
    '  修改时间 ：
    '
    '  ******************************************************************************************

    Public Shared Sub ReadBitmap(ByVal Bmp As Bitmap, ByRef BmpData() As Byte)
        Dim Data As BitmapData = Bmp.LockBits(New Rectangle(0, 0, Bmp.Width, Bmp.Height),                 ImageLockMode.ReadOnly, PixelFormat.Format24bppRgb)     '  将Bitmap对象锁定到系统内存中
        Dim Stride As Integer = Data.Stride       '   扫描宽度
        Dim Scan0 As IntPtr = Data.Scan0        '   位图中第一个像素数据的地址
        Dim Number As Integer = Bmp.Height * Stride - 1    ' 图像数据元素的个数，注意.net中数组下标是从0开始的
        ReDim BmpData(Number)   
        Marshal.Copy(Scan0, BmpData, 0, Number)   ‘将内存Scan0后面Number字节的数据拷贝到BmpData中
        Bmp.UnlockBits(Data)   ' 从系统内存解锁Bitmap
   End Sub

 

 
  '  ******************************************************************************************
    '
    '  函数名   ：  WriteBitmap
    '  功能     ：  将数据写入图像
    '  参数     ：  Bmp          ------     Bitmap       待处理位图
    '               BmpData      ------     Byte         保存图像的数据的数组
    '  作者     ：  laviewpbt
    '  时间     ：  2005-5-20  9：49
    '  修改者   ： 
    '  修改时间 ：
    '
    '  ******************************************************************************************

    Public Shared Sub WriteBitmap(ByVal Bmp As Bitmap, ByVal BmpData() As Byte)
        Dim Data As BitmapData = Bmp.LockBits(New Rectangle(0, 0, Bmp.Width, Bmp.Height), ImageLockMode.WriteOnly, PixelFormat.Format24bppRgb)   '  '  将Bitmap对象锁定到系统内存中
        Dim stride As Integer = Data.Stride       '    扫描宽度
        Dim Scan0 As IntPtr = Data.Scan0         '   位图中第一个像素数据的地址
        Dim Number As Integer = Bmp.Height * stride - 1      ' 图像数据元素的个数
        Marshal.Copy(BmpData, 0, Scan0, Number)     '将BmpData中的数据拷贝到Scan0后面的Number字节中
        Bmp.UnlockBits(Data)     ' 从系统内存解锁Bitmap
    End Sub

       Marshal.Copy方法的使用大大加速了数据的获取，Marshal类还提供了ReadByte，WriteByte之类的方法，但利用这种方的效率也将非常低下。

        对于一副1024*768的24位真彩色图像，利用上述函数读取数据所用的时间是0豪秒（呵呵，当然不是了，估计要用QueryPerformanceCounter函数来得到这个值，顺便说下我的机器配置:256MB内存，Pentium 3.0G），也就是说，图像数据获取可以达到毫秒级，这样，我们就可以把大部分设计的精力投入到算法的设计中去。

        上面所获取的数据是一维数组，而24真彩色图像用一三维BmpData(width-1,height-1,2）数组来表示是相当便于处理的，但是如何快速的把数据写入到一三维数组中，我还没有发现好办法，Marshal.Copy方法只支持一维数组的数据复制，如果用For循环来做，也是一个很漫长的过程。我曾经试着用CopyMemory ，虽然可以将内存中一段数据拷贝到一多维数组中，但数组中的数据的顺序不符合要求。

       不过说明一点，同样的数据计算量，用一维数组要比用多维数据的速度要快些，这是很明显的，所以经过一番思想斗争，我决定还是用一维数组来处理，虽然在计算中有些难以理解计算式的意义。