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  • C# 内存法图像处理

    http://www.linuxidc.com/Linux/2015-05/117551.htm

    内存法通过把图像储存在内存中进行处理,效率大大高于GetPixel方法,安全性高于指针法。

    笔者当初写图像处理的时候发现网上多是用GetPixel方法实现,提到内存法的时候也没有具体实现,所以笔者在这里具体实现一下- -,望指正。

    首先讲一下用到的一些方法。

    1.LockBits和UnlockBits:使用 LockBits 方法,可在系统内存中锁定现有的位图,以便通过编程方式进行更改,每调用LockBits之后都应该调用一次UnlockBits。

    2.Scan0:图像的第一个字节地址。

    3.Stride:步幅,扫描宽度,形象的说就是一行的长度。

    4.PixelFormat:数据的实际像素格式。

    给出原图:

    一、灰度

    对每个像素点进行加权平均,(方法不唯一)。

    /// <summary>
            /// 灰化实现方法
            /// </summary>
            void Image_Ashing()
            {
                if (pbshowbox.Image != null)
                {
                    int Height = this.pbshowbox.Image.Height;
                    int Width = this.pbshowbox.Image.Width;
                    Bitmap bitmap = new Bitmap(Width, Height, PixelFormat.Format24bppRgb);
                    Bitmap MyBitmap = (Bitmap)this.pbshowbox.Image;

                    BitmapData oldData = MyBitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, Width, Height), ImageLockMode.ReadOnly, PixelFormat.Format24bppRgb);
                    BitmapData newData = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, Width, Height), ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format24bppRgb);
                    unsafe
                    {
                        byte* pin = (byte*)(oldData.Scan0.ToPointer());
                        byte* pout = (byte*)(newData.Scan0.ToPointer());
                        for (int y = 0; y < oldData.Height; y++)
                        {
                            for (int x = 0; x < oldData.Width; x++)
                            {
                                byte Result = (byte)(pin[0] * 0.1 + pin[1] * 0.2 + pin[2] * 0.7);//加权平均实现灰化
                                pout[0] = (byte)(Result);
                                pout[1] = (byte)(Result);
                                pout[2] = (byte)(Result);
                                pin = pin + 3;
                                pout = pout + 3;
                            }
                            pin += oldData.Stride - oldData.Width * 3;
                            pout += newData.Stride - newData.Width * 3;
                        }

                        bitmap.UnlockBits(newData);
                        MyBitmap.UnlockBits(oldData);
                        this.pbshowbox.Image = bitmap;

                    }

                }
                else
                {
                    MessageBox.Show("请先打开一张图片!");
                }

            }

    二、柔化

    像素点与周围像素点差别较大时取平均值。

    /// <summary>
            /// 柔化实现方法
            /// </summary>
            void Image_Soften()
            {
                if (pbshowbox.Image != null)
                {
                    int Height = this.pbshowbox.Image.Height;
                    int Width = this.pbshowbox.Image.Width;
                    Bitmap bitmap = new Bitmap(Width, Height, PixelFormat.Format32bppRgb);
                    Bitmap MyBitmap = (Bitmap)this.pbshowbox.Image;

                    BitmapData oldData = MyBitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, Width, Height), ImageLockMode.ReadOnly, PixelFormat.Format32bppRgb);
                    BitmapData newData = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, Width, Height), ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format32bppRgb);
                    unsafe
                    {
                        byte* pin = (byte*)(oldData.Scan0.ToPointer());
                        byte* pout = (byte*)(newData.Scan0.ToPointer());
                        //高斯模板
                        int[] Gauss = { 1, 2, 1, 2, 4, 2, 1, 2, 1 };
                        for (int i = 1; i < Width - 1; i++)
                        {
                            for (int j = 1; j < Height - 1; j++)
                            {
                                int r = 0, g = 0, b = 0;
                                int Index = 0;

                                for (int col = -1; col <= 1; col++)
                                {
                                    for (int row = -1; row <= 1; row++)
                                    {
                                        int off = ((j + row) * (Width) + (i + col)) * 4;
                                        r += pin[off + 0] * Gauss[Index];
                                        g += pin[off + 1] * Gauss[Index];
                                        b += pin[off + 2] * Gauss[Index];
                                        Index++;
                                    }
                                }
                                r /= 16;
                                g /= 16;
                                b /= 16;
                                //处理颜色值溢出
                                if (r < 0) r = 0;
                                if (r > 255) r = 255;
                                if (g < 0) g = 0;
                                if (g > 255) g = 255;
                                if (b < 0) b = 0;
                                if (b > 255) b = 255;
                                int off2 = (j * Width + i) * 4;
                                pout[off2 + 0] = (byte)r;
                                pout[off2 + 1] = (byte)g;
                                pout[off2 + 2] = (byte)b;
                            }
                        }
                        bitmap.UnlockBits(newData);
                        MyBitmap.UnlockBits(oldData);
                        this.pbshowbox.Image = bitmap;
                    }


                }
                else
                {
                    MessageBox.Show("请先打开一张图片!");
                }

            }

    三、锐化

    突出显示颜色值大的像素点。

    /// <summary>
            /// 锐化实现方法,显示数值最大像素点
            /// </summary>
            void Image_Sharpen()
            {
                if (this.pbshowbox.Image != null)
                {
                    int Height = this.pbshowbox.Image.Height;
                    int Width = this.pbshowbox.Image.Width;
                    Bitmap bitmap = new Bitmap(Width, Height, PixelFormat.Format32bppRgb);
                    Bitmap MyBitmap = (Bitmap)this.pbshowbox.Image;

                    BitmapData oldData = MyBitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, Width, Height), ImageLockMode.ReadOnly, PixelFormat.Format32bppRgb);
                    BitmapData newData = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, Width, Height), ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format32bppRgb);
                    unsafe
                    {
                        byte* pin = (byte*)(oldData.Scan0.ToPointer());
                        byte* pout = (byte*)(newData.Scan0.ToPointer());
                        //拉普拉斯模板
                        int[] Laplacian = { -1, -1, -1, -1, 9, -1, -1, -1, -1 };
                        for (int i = 1; i < Width - 1; i++)
                        {
                            for (int j = 1; j < Height - 1; j++)
                            {
                                int r = 0, g = 0, b = 0;
                                int Index = 0;

                                for (int col = -1; col <= 1; col++)
                                {
                                    for (int row = -1; row <= 1; row++)
                                    {
                                        int off = ((j + row) * (Width) + (i + col)) * 4;
                                        r += pin[off + 0] * Laplacian[Index];
                                        g += pin[off + 1] * Laplacian[Index];
                                        b += pin[off + 2] * Laplacian[Index];
                                        Index++;
                                    }
                                }

                                if (r < 0) r = 0;
                                if (r > 255) r = 255;
                                if (g < 0) g = 0;
                                if (g > 255) g = 255;
                                if (b < 0) b = 0;
                                if (b > 255) b = 255;
                                int off2 = (j * Width + i) * 4;
                                pout[off2 + 0] = (byte)r;
                                pout[off2 + 1] = (byte)g;
                                pout[off2 + 2] = (byte)b;
                            }
                        }
                        bitmap.UnlockBits(newData);
                        MyBitmap.UnlockBits(oldData);
                        this.pbshowbox.Image = bitmap;
                    }

                }
                else
                {
                    MessageBox.Show("请先打开一张图片!");
                }
            }

    四、浮雕

    对图像像素点的像素值分别与相邻像素点的像素值相减后加上128, 然后将其作为新的像素点的值。

    /// <summary>
            /// 浮雕实现方法
            /// </summary>
            void Image_Relief()
            {
                if (this.pbshowbox.Image != null)
                {
                  
                    int Height = this.pbshowbox.Image.Height;
                    int Width = this.pbshowbox.Image.Width;
                    Bitmap bitmap = new Bitmap(Width, Height, PixelFormat.Format24bppRgb);
                    Bitmap MyBitmap = (Bitmap)this.pbshowbox.Image;
                    BitmapData oldData = MyBitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, Width, Height), ImageLockMode.ReadOnly, PixelFormat.Format24bppRgb);
                    BitmapData newData = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, Width, Height), ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format24bppRgb);
                    unsafe
                    {
                        byte* pin_1 = (byte*)(oldData.Scan0.ToPointer());
                        byte* pin_2 = pin_1 + (oldData.Stride);                
                        byte* pout = (byte*)(newData.Scan0.ToPointer());
                        for (int y = 0; y < oldData.Height - 1; y++)
                        {
                            for (int x = 0; x < oldData.Width; x++)
                            {                          
                                int b = (int)pin_1[0] - (int)pin_2[0] + 128;
                                int g = (int)pin_1[1] - (int)pin_2[1] + 128;
                                int r = (int)pin_1[2] - (int)pin_2[2] + 128;

                                if (r < 0) r = 0;
                                if (r > 255) r = 255;
                                if (g < 0) g = 0;
                                if (g > 255) g = 255;
                                if (b < 0) b = 0;
                                if (b > 255) b = 255;
                                pout[0] = (byte)(b);
                                pout[1] = (byte)(g);
                                pout[2] = (byte)(r);
                                pin_1 = pin_1 + 3;
                                pin_2 = pin_2 + 3;
                                pout = pout + 3;                          
                            }
                            pin_1 += oldData.Stride - oldData.Width * 3;
                            pin_2 += oldData.Stride - oldData.Width * 3;
                            pout += newData.Stride - newData.Width * 3;
                        }
                        bitmap.UnlockBits(newData);
                        MyBitmap.UnlockBits(oldData);
                        this.pbshowbox.Image = bitmap;
                    }

                }
                else
                {
                    MessageBox.Show("请先打开一张图片!");
                }
            }

    五、底片

    颜色值取反。

    /// <summary>
            /// 底片实现方法
            /// </summary>
            void Image_Negative()
            {
                if (pbshowbox.Image != null)
                {
                    int Height = this.pbshowbox.Image.Height;
                    int Width = this.pbshowbox.Image.Width;
                    Bitmap bitmap = new Bitmap(Width, Height, PixelFormat.Format24bppRgb);
                    Bitmap MyBitmap = (Bitmap)this.pbshowbox.Image;
                    BitmapData oldData = MyBitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, Width, Height), ImageLockMode.ReadOnly, PixelFormat.Format24bppRgb);
                    BitmapData newData = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, Width, Height), ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format24bppRgb);
                    unsafe
                    {
                        byte* pin = (byte*)(oldData.Scan0.ToPointer());
                        byte* pout = (byte*)(newData.Scan0.ToPointer());
                        for (int y = 0; y < oldData.Height; y++)
                        {
                            for (int x = 0; x < oldData.Width; x++)
                            {
                                pout[0] = (byte)(255 - pin[0]);
                                pout[1] = (byte)(255 - pin[1]);
                                pout[2] = (byte)(255 - pin[2]);
                                pin = pin + 3;
                                pout = pout + 3;
                            }
                            pin += oldData.Stride - oldData.Width * 3;
                            pout += newData.Stride - newData.Width * 3;
                        }
                        bitmap.UnlockBits(newData);
                        MyBitmap.UnlockBits(oldData);
                        this.pbshowbox.Image = bitmap;
                    }
                }
                else
                {
                    MessageBox.Show("请先打开一张图片!");
                }
            }

    六、积木

    低像素置0,高像素置255。

    /// <summary>
            /// 积木实现方法
            /// </summary>
            private void Image_Block()
            {
                if (this.pbshowbox.Image != null)
                {
                    int Height = this.pbshowbox.Image.Height;
                    int Width = this.pbshowbox.Image.Width;
                    Bitmap bitmap = new Bitmap(Width, Height);
                    Bitmap Mybitmap = (Bitmap)this.pbshowbox.Image;
                    BitmapData oldData = Mybitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, Width, Height), ImageLockMode.ReadOnly, PixelFormat.Format24bppRgb);
                    BitmapData newData = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, Width, Height), ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format24bppRgb);
                    unsafe
                    {
                        byte* pin = (byte*)(oldData.Scan0.ToPointer());
                        byte* pout = (byte*)(newData.Scan0.ToPointer());
                        for (int y = 0; y < oldData.Height; y++)
                        {
                            for (int x = 0; x < oldData.Width; x++)
                            {
                                int avg = (pin[0] + pin[1] + pin[2]) / 3;
                                if (avg > 128)
                                {
                                    pout[0] = 255;
                                    pout[1] = 255;
                                    pout[2] = 255;
                                }
                                else
                                {
                                    pout[0] = 0;
                                    pout[1] = 0;
                                    pout[2] = 0;
                                }
                                pin = pin + 3;
                                pout = pout + 3;
                            }
                            pin = pin + oldData.Stride - oldData.Width * 3;
                            pout = pout + newData.Stride - newData.Width * 3;
                        }
                        bitmap.UnlockBits(newData);
                        Mybitmap.UnlockBits(oldData);
                        this.pbshowbox.Image = bitmap;

                    }
                }
                else
                {
                    MessageBox.Show("请先打开一张图片!");
                }

            }

    有些图片效果看起来不明显是因为笔者把图缩小了,其实效果挺明显的- -。

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