C#图片灰度处理(位深度24→位深度8)
#region 灰度处理
/// <summary>
/// 将源图像灰度化，并转化为8位灰度图像。
/// </summary>
/// <param name="original"> 源图像。 </param>
/// <returns> 8位灰度图像。 </returns>
public static Bitmap RgbToGrayScale(Bitmap original)
{
if (original != null)
{
// 将源图像内存区域锁定
Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, original.Width, original.Height);
BitmapData bmpData = original.LockBits(rect, ImageLockMode.ReadOnly,
PixelFormat.Format24bppRgb);
// 获取图像参数
int width = bmpData.Width;
int height = bmpData.Height;
int stride = bmpData.Stride; // 扫描线的宽度,比实际图片要大
int offset = stride - width * 3; // 显示宽度与扫描线宽度的间隙
IntPtr ptr = bmpData.Scan0; // 获取bmpData的内存起始位置的指针
int scanBytesLength = stride * height; // 用stride宽度，表示这是内存区域的大小
// 分别设置两个位置指针，指向源数组和目标数组
int posScan = 0, posDst = 0;
byte[] rgbValues = new byte[scanBytesLength]; // 为目标数组分配内存
Marshal.Copy(ptr, rgbValues, 0, scanBytesLength); // 将图像数据拷贝到rgbValues中
// 分配灰度数组
byte[] grayValues = new byte[width * height]; // 不含未用空间。
// 计算灰度数组
byte blue, green, red, YUI;
for (int i = 0; i < height; i++)
{
for (int j = 0; j < width; j++)
{
blue = rgbValues[posScan];
green = rgbValues[posScan + 1];
red = rgbValues[posScan + 2];
YUI = (byte)(0.229 * red + 0.587 * green + 0.144 * blue);
//grayValues[posDst] = (byte)((blue + green + red) / 3);
grayValues[posDst] = YUI;
posScan += 3;
posDst++;
}
// 跳过图像数据每行未用空间的字节，length = stride - width * bytePerPixel
posScan += offset;
}
// 内存解锁
Marshal.Copy(rgbValues, 0, ptr, scanBytesLength);
original.UnlockBits(bmpData); // 解锁内存区域
// 构建8位灰度位图
Bitmap retBitmap = BuiltGrayBitmap(grayValues, width, height);
return retBitmap;
}
else
{
return null;
}
}
/// <summary>
/// 用灰度数组新建一个8位灰度图像。
/// </summary>
/// <param name="rawValues"> 灰度数组(length = width * height)。 </param>
/// <param name="width"> 图像宽度。 </param>
/// <param name="height"> 图像高度。 </param>
/// <returns> 新建的8位灰度位图。 </returns>
private static Bitmap BuiltGrayBitmap(byte[] rawValues, int width, int height)
{
// 新建一个8位灰度位图，并锁定内存区域操作
Bitmap bitmap = new Bitmap(width, height, PixelFormat.Format8bppIndexed);
BitmapData bmpData = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, width, height),
ImageLockMode.WriteOnly, PixelFormat.Format8bppIndexed);
// 计算图像参数
int offset = bmpData.Stride - bmpData.Width; // 计算每行未用空间字节数
IntPtr ptr = bmpData.Scan0; // 获取首地址
int scanBytes = bmpData.Stride * bmpData.Height; // 图像字节数 = 扫描字节数 * 高度
byte[] grayValues = new byte[scanBytes]; // 为图像数据分配内存
// 为图像数据赋值
int posSrc = 0, posScan = 0; // rawValues和grayValues的索引
for (int i = 0; i < height; i++)
{
for (int j = 0; j < width; j++)
{
grayValues[posScan++] = rawValues[posSrc++];
}
// 跳过图像数据每行未用空间的字节，length = stride - width * bytePerPixel
posScan += offset;
}
// 内存解锁
Marshal.Copy(grayValues, 0, ptr, scanBytes);
bitmap.UnlockBits(bmpData); // 解锁内存区域
// 修改生成位图的索引表，从伪彩修改为灰度
ColorPalette palette;
// 获取一个Format8bppIndexed格式图像的Palette对象
using (Bitmap bmp = new Bitmap(1, 1, PixelFormat.Format8bppIndexed))
{
palette = bmp.Palette;
}
for (int i = 0; i < 256; i++)
{
palette.Entries[i] = Color.FromArgb(i, i, i);
}
// 修改生成位图的索引表
bitmap.Palette = palette;
return bitmap;
}
#endregion
C#图片二值化处理(位深度8→位深度1)
#region 二值化
#region Otsu阈值法二值化模块
/// <summary>
/// Otsu阈值
/// </summary>
/// <param name="b">位图流</param>
/// <returns></returns>
public Bitmap OtsuThreshold()
{
// 图像灰度化
// b = Gray(b);
int width = bitmap.Width;
int height = bitmap.Height;
byte threshold = 0;
int[] hist = new int[256];
int AllPixelNumber = 0, PixelNumberSmall = 0, PixelNumberBig = 0;
double MaxValue, AllSum = 0, SumSmall = 0, SumBig, ProbabilitySmall, ProbabilityBig, Probability;
BitmapData bmpData = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, width, height), ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format32bppArgb);
unsafe
{
byte* p = (byte*)bmpData.Scan0;
int offset = bmpData.Stride - width * 4;
for (int j = 0; j < height; j++)
{
for (int i = 0; i < width; i++)
{
hist[p[0]]++;
p += 4;
}
p += offset;
}
bitmap.UnlockBits(bmpData);
}
//计算灰度为I的像素出现的概率
for (int i = 0; i < 256; i++)
{
AllSum += i * hist[i]; // 质量矩
AllPixelNumber += hist[i]; // 质量
}
MaxValue = -1.0;
for (int i = 0; i < 256; i++)
{
PixelNumberSmall += hist[i];
PixelNumberBig = AllPixelNumber - PixelNumberSmall;
if (PixelNumberBig == 0)
{
break;
}
SumSmall += i * hist[i];
SumBig = AllSum - SumSmall;
ProbabilitySmall = SumSmall / PixelNumberSmall;
ProbabilityBig = SumBig / PixelNumberBig;
Probability = PixelNumberSmall * ProbabilitySmall * ProbabilitySmall + PixelNumberBig * ProbabilityBig * ProbabilityBig;
if (Probability > MaxValue)
{
MaxValue = Probability;
threshold = (byte)i;
}
}
this.Threshoding(bitmap, threshold);
bitmap = twoBit(bitmap);
return bitmap; ;
}
#endregion
#region 固定阈值法二值化模块
public Bitmap Threshoding(Bitmap b, byte threshold)
{
int width = b.Width;
int height = b.Height;
BitmapData data = b.LockBits(new Rectangle(0, 0, width, height), ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format32bppArgb);
unsafe
{
byte* p = (byte*)data.Scan0;
int offset = data.Stride - width * 4;
byte R, G, B, gray;
for (int y = 0; y < height; y++)
{
for (int x = 0; x < width; x++)
{
R = p[2];
G = p[1];
B = p[0];
gray = (byte)((R * 19595 + G * 38469 + B * 7472) >> 16);
if (gray >= threshold)
{
p[0] = p[1] = p[2] = 255;
}
else
{
p[0] = p[1] = p[2] = 0;
}
p += 4;
}
p += offset;
}
b.UnlockBits(data);
return b;
}
}
#endregion
#region 创建1位图像
/// <summary>
/// 创建1位图像
/// </summary>
/// <param name="srcBitmap"></param>
/// <returns></returns>
public Bitmap twoBit(Bitmap srcBitmap)
{
int midrgb = Color.FromArgb(128, 128, 128).ToArgb();
int stride;//简单公式((width/8)+3)&(~3)
stride = (srcBitmap.Width % 8) == 0 ? (srcBitmap.Width / 8) : (srcBitmap.Width / 8) + 1;
stride = (stride % 4) == 0 ? stride : ((stride / 4) + 1) * 4;
int k = srcBitmap.Height * stride;
byte[] buf = new byte[k];
int x = 0, ab = 0;
for (int j = 0; j < srcBitmap.Height; j++)
{
k = j * stride;//因图像宽度不同、有的可能有填充字节需要跳越
x = 0;
ab = 0;
for (int i = 0; i < srcBitmap.Width; i++)
{
//从灰度变单色（下法如果直接从彩色变单色效果不太好，不过反相也可以在这里控制）
if ((srcBitmap.GetPixel(i, j)).ToArgb() > midrgb)
{
ab = ab * 2 + 1;
}
else
{
ab = ab * 2;
}
x++;
if (x == 8)
{
buf[k++] = (byte)ab;//每字节赋值一次，数组buf中存储的是十进制。
ab = 0;
x = 0;
}
}
if (x > 0)
{
//循环实现：剩余有效数据不满1字节的情况下须把它们移往字节的高位部分
for (int t = x; t < 8; t++) ab = ab * 2;
buf[k++] = (byte)ab;
}
}
int width = srcBitmap.Width;
int height = srcBitmap.Height;
Bitmap dstBitmap = new Bitmap(width, height, PixelFormat.Format1bppIndexed);
BitmapData dt = dstBitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, dstBitmap.Width, dstBitmap.Height), ImageLockMode.ReadWrite, dstBitmap.PixelFormat);
Marshal.Copy(buf, 0, dt.Scan0, buf.Length);
dstBitmap.UnlockBits(dt);
return dstBitmap;
}
#endregion
#endregion
C#图片二值化处理(位深度8→位深度1)（网上看到的代码，这个代码二值化不成功，转化为1位二值图像也不行。有待改善）
#region 二值化
/*
1位深度图像 颜色表数组255个元素 只有用前两个 0对应0 1对应255
1位深度图像每个像素占一位
8位深度图像每个像素占一个字节 是1位的8倍
*/
/// <summary>
/// 将源灰度图像二值化，并转化为1位二值图像。
/// </summary>
/// <param name="bmp"> 源灰度图像。 </param>
/// <returns> 1位二值图像。 </returns>
public static Bitmap GTo2Bit(Bitmap bmp)
{
if (bmp != null)
{
// 将源图像内存区域锁定
Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, bmp.Width, bmp.Height);
BitmapData bmpData = bmp.LockBits(rect, ImageLockMode.ReadOnly,
PixelFormat.Format8bppIndexed);
// 获取图像参数
int leng, offset_1bit = 0;
int width = bmpData.Width;
int height = bmpData.Height;
int stride = bmpData.Stride; // 扫描线的宽度,比实际图片要大
int offset = stride - width; // 显示宽度与扫描线宽度的间隙
IntPtr ptr = bmpData.Scan0; // 获取bmpData的内存起始位置的指针
int scanBytesLength = stride * height; // 用stride宽度，表示这是内存区域的大小
if (width % 32 == 0)
{
leng = width / 8;
}
else
{
leng = width / 8 + (4 - (width / 8 % 4));
if (width % 8 != 0)
{
offset_1bit = leng - width / 8;
}
else
{
offset_1bit = leng - width / 8;
}
}
// 分别设置两个位置指针，指向源数组和目标数组
int posScan = 0, posDst = 0;
byte[] rgbValues = new byte[scanBytesLength]; // 为目标数组分配内存
Marshal.Copy(ptr, rgbValues, 0, scanBytesLength); // 将图像数据拷贝到rgbValues中
// 分配二值数组
byte[] grayValues = new byte[leng * height]; // 不含未用空间。
// 计算二值数组
int x, v, t = 0;
for (int i = 0; i < height; i++)
{
for (x = 0; x < width; x++)
{
v = rgbValues[posScan];
t = (t << 1) | (v > 100 ? 1 : 0);
if (x % 8 == 7)
{
grayValues[posDst] = (byte)t;
posDst++;
t = 0;
}
posScan++;
}
if ((x %= 8) != 7)
{
t <<= 8 - x;
grayValues[posDst] = (byte)t;
}
// 跳过图像数据每行未用空间的字节，length = stride - width * bytePerPixel
posScan += offset;
posDst += offset_1bit;
}
// 内存解锁
Marshal.Copy(rgbValues, 0, ptr, scanBytesLength);
bmp.UnlockBits(bmpData); // 解锁内存区域
// 构建1位二值位图
Bitmap retBitmap = twoBit(grayValues, width, height);
return retBitmap;
}
else
{
return null;
}
}
/// <summary>
/// 用二值数组新建一个1位二值图像。
/// </summary>
/// <param name="rawValues"> 二值数组(length = width * height)。 </param>
/// <param name="width"> 图像宽度。 </param>
/// <param name="height"> 图像高度。 </param>
/// <returns> 新建的1位二值位图。 </returns>
private static Bitmap twoBit(byte[] rawValues, int width, int height)
{
// 新建一个1位二值位图，并锁定内存区域操作
Bitmap bitmap = new Bitmap(width, height, PixelFormat.Format1bppIndexed);
BitmapData bmpData = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, width, height),
ImageLockMode.WriteOnly, PixelFormat.Format1bppIndexed);
// 计算图像参数
int offset = bmpData.Stride - bmpData.Width / 8; // 计算每行未用空间字节数
IntPtr ptr = bmpData.Scan0; // 获取首地址
int scanBytes = bmpData.Stride * bmpData.Height; // 图像字节数 = 扫描字节数 * 高度
byte[] grayValues = new byte[scanBytes]; // 为图像数据分配内存
// 为图像数据赋值
int posScan = 0; // rawValues和grayValues的索引
for (int i = 0; i < height; i++)
{
for (int j = 0; j < bmpData.Width / 8; j++)
{
grayValues[posScan] = rawValues[posScan];
posScan++;
}
// 跳过图像数据每行未用空间的字节，length = stride - width * bytePerPixel
posScan += offset;
}
// 内存解锁
Marshal.Copy(grayValues, 0, ptr, scanBytes);
bitmap.UnlockBits(bmpData); // 解锁内存区域
// 修改生成位图的索引表
ColorPalette palette;
// 获取一个Format8bppIndexed格式图像的Palette对象
using (Bitmap bmp = new Bitmap(1, 1, PixelFormat.Format1bppIndexed))
{
palette = bmp.Palette;
}
for (int i = 0; i < 2; i = +254)
{
palette.Entries[i] = Color.FromArgb(i, i, i);
}
// 修改生成位图的索引表
bitmap.Palette = palette;
return bitmap;
}
#endregion
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