C#图像处理读取图像像素(内存法)

前言

对图像进行处理与识别的前提，是先读取图像的像素。而每个像素有R、G、B三种颜色组成，然后对图片中大量的0~255之间的RGB灰度值进行深入分析和处理。
在C#中读取图像像素、根据像素数组绘制图像的方法有：

（1）Bitmap的GetPixel/SetPixel；

（2）非托管内存的方式Marshal.Copy；

1. Bitmap的GetPixel、SetPixel

 /// <summary>  /// author:huangyq1984@qq.com
        /// 读取位图的RGB灰度值，按BGR的顺序存放到一维数组中
        /// </summary>
        /// <param name="bitmap"></param>
        /// <returns></returns>
        public static byte[] GetImageRgb_Pixel(Bitmap bitmap)
        {
            if (bitmap == null)
                return null;
            //数据长度是像素总数*3
            byte[] bytes = new byte[bitmap.Width * bitmap.Height * 3];
            int i = 0;
            for (int x = 0; x < bitmap.Width; x += 1)
            {
                for (int y = 0; y < bitmap.Height; y += 1)
                {
                 //获取指定像素的Color
                    Color c = bitmap.GetPixel(x, y);
                    //按BGR的顺序存放到数组中
                    bytes[i] = c.B; i += 1;
                    bytes[i] = c.G; i += 1;
                    bytes[i] = c.R; i += 1;
                }
            }
            return bytes;
        }
        /// <summary>
        /// author:huangyq1984@qq.com
        /// 将包含RGB灰度数据的一维数组，转换为位图输出
        /// </summary>
        /// <param name="RGB"></param>
        /// <param name="width"></param>
        /// <param name="height"></param>
        /// <returns></returns>
        public static Bitmap SetImageRgb_Pixel(byte[] RGB, int width, int height)
        {
            Bitmap bitmap = new Bitmap(width, height);
            //数据长度是像素总数*3
            int length = height * 3 * width;
            if (RGB.Length != length)
                return null;
            int i = 0;
            for (int x = 0; x < bitmap.Width; x += 1)
            {
                for (int y = 0; y < bitmap.Height; y += 1)
                {
                    //按BGR的顺序从数组中读取灰度值
                    int r = RGB[x * bitmap.Height * 3 + y * 3 + 2];
                    int g = RGB[x * bitmap.Height * 3 + y * 3 + 1];
                    int b = RGB[x * bitmap.Height * 3 + y * 3];
                    Color c = Color.FromArgb(r,g,b);
                    //填充颜色到指定像素
                    bitmap.SetPixel(x, y, c);
                }
            }
            return bitmap;
        }

	

2. 非托管内存的方式

 /// <summary>  /// author:huangyq1984@qq.com
        /// 读取位图的RGB灰度值，按BGR的顺序存放到一维数组中
        /// </summary>
        /// <param name="bitmap"></param>
        /// <returns></returns>
        public static byte[] GetImageRgb_Marshal(Bitmap bitmap)
        {
            if (bitmap == null)
                return null;
            int width = bitmap.Width;
            int height = bitmap.Height;
            //像素总数=长*宽，数据长度则是像素总数*3，3表示RGB的3个灰度值（注意实际位图结构的先后顺序是：BGR）
            int length = height * 3 * width;
            byte[] RGB = new byte[length];
            //将bitmap锁定到系统内存中
            BitmapData data = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, width, height), ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format24bppRgb);
            //获取位图中第一个像素的地址指针
            System.IntPtr Scan0 = data.Scan0;
            //将数据从非托管内存指针复制到托管8位无符号整数数组
            System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(Scan0, RGB, 0, length);
            //从内存中解锁bitmap
            bitmap.UnlockBits(data);
            return RGB;
        }
        /// <summary>
        /// author:huangyq1984@qq.com
        /// 将包含RGB灰度数据的一维数组，转换为位图输出
        /// </summary>
        /// <param name="RGB"></param>
        /// <param name="width"></param>
        /// <param name="height"></param>
        /// <returns></returns>
        public static Bitmap SetImageRgb_Marshal(byte[] RGB, int width, int height)
        {
            Bitmap bitmap = new Bitmap(width, height);
            //数据长度是像素总数*3
            int length = height * 3 * width;
            if (RGB.Length != length)
                return null;
            //将bitmap锁定到系统内存中
            BitmapData data = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, width, height), ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format24bppRgb);
            //获取位图中第一个像素的地址指针
            System.IntPtr Scan0 = data.Scan0;
            //将数据从byte数组复制到非托管内存指针，此处Copy是之前Copy的逆操作
            System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(RGB, 0, Scan0, length);
            //从内存中解锁bitmap
            bitmap.UnlockBits(data);
            return bitmap;
        }

	

3. 前端调用

分别用以上两种方法，先读取像素，再根据像素数组绘制图像。

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            OpenFileDialog dialog = new OpenFileDialog();
            dialog.Filter = "图片文件(*.jpg,*.gif,*.bmp)|*.jpg;*.gif;*.bmp";
            if (dialog.ShowDialog() == DialogResult.OK)
            {
                string filename = dialog.FileName;
                Bitmap b = new Bitmap(filename);
                //原图
                pictureBox3.Image = Image.FromFile(filename);
                //方法二
                pictureBox1.Image = ImageUtil.SetImageRgb_Marshal(ImageUtil.GetImageRgb_Marshal(b), b.Width, b.Height);
                //方法一
                pictureBox2.Image = ImageUtil.SetImageRgb_Pixel(ImageUtil.GetImageRgb_Pixel(b), b.Width, b.Height);
            }
        }

	

4. 比较

方法一的代码更直观更容易理解，但在效率方面，方法二要远超方法一。

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