Быстрая работа с растровыми изображениями в С#

Ответ 1

Вы можете сделать это несколькими разными способами. Вы можете использовать unsafe, чтобы получить прямой доступ к данным, или вы можете использовать маршалинг для копирования данных взад и вперед. Небезопасный код выполняется быстрее, но маршалинг не требует небезопасного кода. Здесь сравнение производительности Я сделал некоторое время назад.

Здесь полный образец с использованием lockbits:

/*Note unsafe keyword*/
public unsafe Image ThresholdUA(float thresh)
{
    Bitmap b = new Bitmap(_image);//note this has several overloads, including a path to an image

    BitmapData bData = b.LockBits(new Rectangle(0, 0, _image.Width, _image.Height), ImageLockMode.ReadWrite, b.PixelFormat);

    byte bitsPerPixel = GetBitsPerPixel(bData.PixelFormat);

    /*This time we convert the IntPtr to a ptr*/
    byte* scan0 = (byte*)bData.Scan0.ToPointer();

    for (int i = 0; i < bData.Height; ++i)
    {
        for (int j = 0; j < bData.Width; ++j)
        {
            byte* data = scan0 + i * bData.Stride + j * bitsPerPixel / 8;

            //data is a pointer to the first byte of the 3-byte color data
        }
    }

    b.UnlockBits(bData);

    return b;
}

Здесь то же самое, но с маршалингом:

/*No unsafe keyword!*/
public Image ThresholdMA(float thresh)
{
    Bitmap b = new Bitmap(_image);

    BitmapData bData = b.LockBits(new Rectangle(0, 0, _image.Width, _image.Height), ImageLockMode.ReadWrite, b.PixelFormat);

    /* GetBitsPerPixel just does a switch on the PixelFormat and returns the number */
    byte bitsPerPixel = GetBitsPerPixel(bData.PixelFormat);

    /*the size of the image in bytes */
    int size = bData.Stride * bData.Height;

    /*Allocate buffer for image*/
    byte[] data = new byte[size];

    /*This overload copies data of /size/ into /data/ from location specified (/Scan0/)*/
    System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(bData.Scan0, data, 0, size);

    for (int i = 0; i < size; i += bitsPerPixel / 8 )
    {
        double magnitude = 1/3d*(data[i] +data[i + 1] +data[i + 2]);

        //data[i] is the first of 3 bytes of color

    }

    /* This override copies the data back into the location specified */
    System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(data, 0, bData.Scan0, data.Length);

    b.UnlockBits(bData);

    return b;
}

Ответ 2

Вы хотите LockBits. Затем вы можете извлечь нужные вам байты из объекта BitmapData, который он вам дает.

Ответ 3

Вы можете использовать метод Bitmap.LockBits. Также, если вы хотите использовать параллельное выполнение задачи, вы можете использовать класс Parallel в пространстве имен System.Threading.Tasks. Следующие ссылки содержат несколько примеров и пояснений.

• http://csharpexamples.com/fast-image-processing-c/
• http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd460713%28v=vs.110%29.aspx
• http://msdn.microsoft.com/tr-tr/library/system.drawing.imaging.bitmapdata%28v=vs.110%29.aspx

Ответ 4

Основываясь на ответе @notJim (и с помощью http://www.bobpowell.net/lockingbits.htm), я разработал следующее, что делает мою жизнь намного легче в этом Я получаю массив массивов, который позволяет мне перейти к пикселю с помощью координат x и y. Конечно, координату x необходимо скорректировать на количество байтов на пиксель, но это простое расширение.

Dim bitmapData As Imaging.BitmapData = myBitmap.LockBits(New Rectangle(0, 0, myBitmap.Width, myBitmap.Height), Imaging.ImageLockMode.ReadOnly, myBitmap.PixelFormat)

Dim size As Integer = Math.Abs(bitmapData.Stride) * bitmapData.Height
Dim data(size - 1) As Byte

Marshal.Copy(bitmapData.Scan0, data, 0, size)

Dim pixelArray(myBitmap.Height)() As Byte

'we have to load all the opacity pixels into an array for later scanning by column
'the data comes in rows
For y = myBitmap.Height - 1 To 0 Step -1
    Dim rowArray(bitmapData.Stride) As Byte
    Array.Copy(data, y * bitmapData.Stride, rowArray, 0, bitmapData.Stride)
    'For x = myBitmap.Width - 1 To 0 Step -1
    '   Dim i = (y * bitmapData.Stride) + (x * 4)
    '   Dim B = data(i)
    '   Dim G = data(i + 1)
    '   Dim R = data(i + 2)
    '   Dim A = data(i + 3)
    'Next
    pixelArray(y) = rowArray
Next

Ответ 5

Есть еще один способ, который быстрее и гораздо удобнее. Если вы посмотрите на конструкторы Bitmap, вы найдете тот, который берет, и IntPtr в качестве последнего параметра. Этот IntPtr предназначен для хранения данных пикселей. Итак, как вы его используете?

Dim imageWidth As Integer = 1920
Dim imageHeight As Integer = 1080

Dim fmt As PixelFormat = PixelFormat.Format32bppRgb
Dim pixelFormatSize As Integer = Image.GetPixelFormatSize(fmt)

Dim stride As Integer = imageWidth * pixelFormatSize
Dim padding = 32 - (stride Mod 32)
If padding < 32 Then stride += padding

Dim pixels((stride \ 32) * imageHeight) As Integer
Dim handle As GCHandle = GCHandle.Alloc(pixels, GCHandleType.Pinned)
Dim addr As IntPtr = Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(pixels, 0)

Dim bitmap As New Bitmap(imageWidth, imageHeight, stride \ 8, fmt, addr)

Теперь у вас есть простой массив Integer и Bitmap, ссылающийся на одну и ту же память. Любые изменения, внесенные в массив Integer, будут непосредственно влиять на Bitmap. Попробуем это с простым преобразованием яркости.

Public Sub Brightness(ByRef pixels() As Integer, ByVal scale As Single)
    Dim r, g, b As Integer
    Dim mult As Integer = CInt(1024.0f * scale)
    Dim pixel As Integer

    For i As Integer = 0 To pixels.Length - 1
        pixel = pixels(i)
        r = pixel And 255
        g = (pixel >> 8) And 255
        b = (pixel >> 16) And 255

        'brightness calculation
        'shift right by 10 <=> divide by 1024
        r = (r * mult) >> 10
        g = (g * mult) >> 10
        b = (b * mult) >> 10

        'clamp to between 0 and 255
        If r < 0 Then r = 0
        If g < 0 Then g = 0
        If b < 0 Then b = 0
        r = (r And 255)
        g = (g And 255)
        b = (b And 255)

        pixels(i) = r Or (g << 8) Or (b << 16) Or &HFF000000
    Next
End Sub

Вы можете заметить, что я использовал небольшой трюк, чтобы избежать математики с плавающей запятой в цикле. Это немного улучшает производительность. И когда вы закончите, вам нужно немного почистить немного...

addr = IntPtr.Zero
If handle.IsAllocated Then
    handle.Free()
    handle = Nothing
End If
bitmap.Dispose()
bitmap = Nothing
pixels = Nothing

Я проигнорировал альфа-компонент, но вы также можете использовать это. Таким образом, я собрал много инструментов редактирования растровых изображений. Это намного быстрее и надежнее, чем Bitmap.LockBits() и, самое главное, для нужного копирования памяти требуется нулевое копирование памяти.

Ответ 6

Попробуйте это решение С#.

Создайте приложение winforms для тестирования.

Добавить кнопку и PictureBox, событие клика и событие закрытия формы.

Используйте следующий код для своей формы:

public partial class Form1 : Form
{
    uint[] _Pixels { get; set; }

    Bitmap _Bitmap { get; set; }

    GCHandle _Handle { get; set; }

    IntPtr _Addr { get; set; }


    public Form1()
    {
        InitializeComponent();

        int imageWidth = 100; //1920;

        int imageHeight = 100; // 1080;

        PixelFormat fmt = PixelFormat.Format32bppRgb;

        int pixelFormatSize = Image.GetPixelFormatSize(fmt);

        int stride = imageWidth * pixelFormatSize;

        int padding = 32 - (stride % 32);

        if (padding < 32)
        {
            stride += padding;
        }

        _Pixels = new uint[(stride / 32) * imageHeight + 1];

         _Handle = GCHandle.Alloc(_Pixels, GCHandleType.Pinned);

        _Addr = Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(_Pixels, 0);

        _Bitmap = new Bitmap(imageWidth, imageHeight, stride / 8, fmt, _Addr);

        pictureBox1.Image = _Bitmap;

    }

    private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        for (int i = 0; i < _Pixels.Length; i++)
        {
            _Pixels[i] = ((uint)(255 | (255 << 8) | (255 << 16) | 0xff000000));

        }

    }

    private void Form1_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
    {
        _Addr = IntPtr.Zero;

        if (_Handle.IsAllocated)
        {
            _Handle.Free();

        }

        _Bitmap.Dispose();

        _Bitmap = null;

        _Pixels = null;

    }

}

Теперь любые изменения, которые вы делаете в массиве, будут автоматически обновлять Bitmap.

Чтобы просмотреть эти изменения, вам необходимо вызвать метод обновления на картинке.