本文主要通過彩色圖象灰度化來介紹C#處理數字圖像的3種方法，Bitmap類、BitmapData類和Graphics類是C#處理圖像的的3個重要的類。
Bitmap只要用于處理由像素數據定義的圖像的對象，主要方法和屬性如下：
GetPixel方法和SetPixel方法，獲取和設置一個圖像的指定像素的顏色。
PixelFormat屬性，返回圖像的像素格式。
Palette屬性，獲取或折紙圖像所使用的顏色調色板。
Height屬性和Width屬性，返回圖像的高度和寬度。
LockBits方法和UnlockBits方法，分別鎖定和解鎖系統內存中的位圖像素。
BitmapData對象指定了位圖的屬性：
Height屬性，被鎖定位圖的高度。
Width屬性，被鎖定位圖的寬度。
PixelFormat屬性，數據的實際像素格式。
Scan0屬性，被鎖定數組的首字節地址。
Stride屬性，步幅，也稱掃描寬度。
彩色圖象灰度化
24位彩色圖象每個像素用3個字節表示，每個字節對應著R、G、B分量的亮度（紅、綠、藍）。當3個分量不想同時表現為灰度圖像。下面有三種轉換公式：
Gray(I,j)為轉換后的灰度圖像在(I,j)點出的灰度值。由于人眼對顏色的感應不同，有了下面的轉換公式：
觀察發現綠色所占比重最大，所以轉換時直接使用G值作為轉換結果：
圖像處理的3種方法分別是：提取像素法、內存法和指針法，它們各自有各自的特點。
提取像素法
使用的是GDI+中的Bitmap.GetPixel和Bitmap.SetPixel方法。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | if (bitmap != null) { newbitmap = bitmap.Clone() as Bitmap; Color pixel; int ret; for (int x = 0; x < newbitmap.Width; x++) { for (int y = 0; y < newbitmap.Height; y++) { pixel = newbitmap.GetPixel(x, y); ret = (int)(pixel.R * 0.299 + pixel.G * 0.587 + pixel.B * 0.114); newbitmap.SetPixel(x, y, Color.FromArgb(ret, ret, ret)); } } pictureBox1.Image = newbitmap.Clone() as Image; } |
內存法
內存法是把圖像數據直接復制到內存中，這樣程序的運行速度就能大大提高了。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 | if (bitmap != null) { newbitmap = bitmap.Clone() as Bitmap; Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, newbitmap.Width, newbitmap.Height); System.Drawing.Imaging.BitmapData bmpdata = newbitmap.LockBits(rect, System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadWrite, newbitmap.PixelFormat); IntPtr ptr = bmpdata.Scan0; int bytes = newbitmap.Width * newbitmap.Height * 3; byte[] rgbvalues = new byte[bytes]; System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(ptr, rgbvalues, 0, bytes); double colortemp = 0; for (int i = 0; i < rgbvalues.Length; i += 3) { colortemp = rgbvalues[i + 2] * 0.299 + rgbvalues[i + 1] * 0.587 + rgbvalues[i] * 0.114; rgbvalues[i] = rgbvalues[i + 1] = rgbvalues[i + 2] = (byte)colortemp; } System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(rgbvalues, 0, ptr, bytes); newbitmap.UnlockBits(bmpdata); pictureBox1.Image = newbitmap.Clone() as Image; } |
指針法
這個方法和內存法相似，開始都是通過LockBits方法來獲取位圖的首地址，這個方法更簡潔，直接用指針進行位圖操作。所以對內存的操作需要在unsafe下進行操作。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 | if (bitmap != null) { newbitmap = bitmap.Clone() as Bitmap; Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, newbitmap.Width, newbitmap.Height); System.Drawing.Imaging.BitmapData bmpdata = newbitmap.LockBits(rect, System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadWrite, newbitmap.PixelFormat); byte temp; unsafe { byte* ptr = (byte*)(bmpdata.Scan0); for (int x = 0; x < bmpdata.Width; x++) { for (int y = 0; y < bmpdata.Height; y++) { temp = (byte)(0.299 * ptr[2] + 0.587 * ptr[1] + 0.114 * ptr[0]); ptr[0] = ptr[1] = ptr[2] = temp; ptr += 3; } ptr += bmpdata.Stride - bmpdata.Width * 3; } } newbitmap.UnlockBits(bmpdata); pictureBox1.Image = newbitmap.Clone() as Image; } |
3種方法的比較
比較一下可以得出結論，提取像素法比較簡單，但是效率比較低；內存法效率有了很大的提高，但是代碼比較復雜；指針法效率比內存法更高一些，但是不安全。綜上比較結果內存法比較好，效率即高又能發揮C#安全的優點。
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