C#圖片處理

通常對一幅圖片的處理包括：格式變換，縮放(Scale)，翻轉(Rotate)，截取(Clip)，濾鏡(Filter,如高斯模糊)等。

1,圖片格式轉換

.NET中的Image類是對圖片對象的封裝，我們可以通過操作Image類的實例來處理圖片。通常我們有兩種式可以得到Image實例：

var imgPng = Image.FromFile(@"C:\temp\img\pp.png");

byte[] raw = ReadFromFileOrNetwork();
var imgBmp = Image.FromStream(new MemoryStream(raw));

 

1.1判斷圖片格式

var imgJpg = Image.FromFile(@"C:\temp\img\jj.jpg");
if (imgJpg.RawFormat.Equals(ImageFormat.Jpeg))
{
    MessageBox.Show("Jpeg");
}

注意這里使用ImageFormat.Equals方法，而不能使用==，如果非要使用等號，可以：

if (imgPng.RawFormat.Guid == ImageFormat.Png.Guid)
{
    MessageBox.Show("Png");
}

1.2,圖片格式轉換

imgPng.Save(@"c:\temp\img\newBmp.bmp", ImageFormat.Jpeg);

 

2,圖片的縮放(Scale)

圖片的放大，縮小，拉伸可以通過Image實例的GetThumbnailImage來實現

//縮小
var newPng = imgPng.GetThumbnailImage(imgPng.Width / 2, imgPng.Height / 2, () => { return false; }, IntPtr.Zero);
newPng.Save(@"c:\temp\img\newPng.png");
//放大
var newJpg = newPng.GetThumbnailImage(imgPng.Width * 2, imgPng.Height * 2, () => { return false; }, IntPtr.Zero);
newJpg.Save(@"c:\temp\img\newJpg.jpg", ImageFormat.Jpeg);
//拉伸(Stretch)
var newGif = newPng.GetThumbnailImage(imgPng.Width * 2, imgPng.Height  /2, () => { return false; }, IntPtr.Zero);
newGif.Save(@"c:\temp\img\newGif.gif", ImageFormat.Gif);

 

3,圖片的翻轉(Rotate)

圖片的翻轉通過Image.RotateFlip方法來實現

//翻轉
imgPng.RotateFlip(RotateFlipType.Rotate180FlipX);
imgPng.Save(@"c:\temp\img\newPng.png");

可以通過RotateFlipType調整翻轉的角度

 

4,圖片的截取(Clip)

有時我們只想要圖片的一部分，比如左邊100個像素，而不是整個圖片。我們可以通過兩種方式來實現。

4.1，拷貝原圖片的部分像素

Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, imgPng.Width / 2, imgPng.Height);
Bitmap clipPng = new Bitmap(imgPng).Clone(rect, imgPng.PixelFormat);
clipPng.Save(@"c:\temp\img\clipPng.png");

 

4.2，畫出部分圖片

Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, imgPng.Width / 3, imgPng.Height);  //target size
Bitmap canvas = new Bitmap(rect.Width,rect.Height);                     //create canvas(width&heigh same as target)

using (Graphics g = Graphics.FromImage(canvas))
{
    g.DrawImageUnscaledAndClipped(imgPng, rect);
}
canvas.Save(@"c:\temp\img\canvas.png");

 

5,濾鏡(Filter)

通常我們對圖片使用濾鏡，就是對圖片的像素點進行矩陣變換(Matrix)。我們先從單個像素點的處理開始：

5.1，顏色反轉(Color Invert)

Color Invert是指對位圖的每個像素取其反色，Jpg和Bmp格式的顏色是以RGB(Red Green Blue)來表示的，也就是每個像素點由RGB三種顏色來組成。Png由於可以設置為透明，所以加了一個Alpha通道，也就是說Png是用RGBA來表示的。

有一點需要注意的是，我們使用Image來獲取的顏色表示並不是RGB而是BGR，准確地說這是GD+在底層返回的就不是RGB，而是BGR這點需要特別注意。對於Png文件我們還可以通過Alpha通道來設置圖片的透明度。

/* Usage:
    InvertColor(@"C:\temp\img\colorInvert.png", @"C:\temp\img\colorInvert-1.png");
*/
private static void InvertColor(string srcFileName,string destFileName)
{
    var bitPic = new Bitmap(srcFileName);
    if (!(bitPic.RawFormat.Equals(ImageFormat.Bmp) || 
        bitPic.RawFormat.Equals(ImageFormat.Jpeg) || 
        bitPic.RawFormat.Equals(ImageFormat.Png)))
    {
        MessageBox.Show("Unsuported format,only support for bmp,jpg or png");
        return;
    }


    Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, bitPic.Width, bitPic.Height);
    var bmpData = bitPic.LockBits(rect, ImageLockMode.ReadWrite, bitPic.PixelFormat); // GDI+ still lies to us - the return format is BGR, NOT RGB. 

    IntPtr ptr = bmpData.Scan0;
    // Declare an array to hold the bytes of the bitmap.
    int totalPixels = Math.Abs(bmpData.Stride) * bitPic.Height; //Stride tells us how wide a single line is,width*heith come up with total pixel
    byte[] rgbValues = new byte[totalPixels];

    // Copy the RGB values into the array.
    Marshal.Copy(ptr, rgbValues, 0, totalPixels); //RGB=>rgbValus

    if (bitPic.RawFormat.Equals(ImageFormat.Bmp) || bitPic.RawFormat.Equals(ImageFormat.Jpeg))
    {
        int b = 0, g = 1, r = 2;  //BGR
        for (int i = 0; i < totalPixels; i += 3)
        {
            rgbValues[r + i] = (byte)(255 - rgbValues[r + i]);
            rgbValues[g + i] = (byte)(255 - rgbValues[g + i]);
            rgbValues[b + i] = (byte)(255 - rgbValues[b + i]);
        }
    }
    else if (bitPic.RawFormat.Equals(ImageFormat.Png))
    {
        int b = 0, g = 1, r = 2, a = 3;  //BGRA
        for (int i = 0; i < totalPixels; i += 4)
        {
            rgbValues[r + i] = (byte)(255 - rgbValues[r + i]);
            rgbValues[g + i] = (byte)(255 - rgbValues[g + i]);
            rgbValues[b + i] = (byte)(255 - rgbValues[b + i]);
            rgbValues[a + i] = 255;  //NOTE:you can set (255*threshold) for transparency.
        }
    }

    Marshal.Copy(rgbValues, 0, ptr, totalPixels);
    bitPic.UnlockBits(bmpData);

    bitPic.Save(destFileName);
}

對於GIF，由於他並不是按RGB的顏色來編碼，而是用另一種256色的顏色編碼，我稍后再研究:)

 

5.2，灰度圖(Grayscale)

Grayscale就是將每像素點的RGB值作平均，即第個像素的RGB分量值都是一樣的。這樣做的目的就因為等值的RGB(R=G=B)就是從黑到白的顏色區間，我們可以通過GIMP看下：

當每個像素點的組成RGB相等時，該點必定是灰色調的。

我們的代碼也有調整，這次使用Bitmap.GetPixel來得到圖片的RGB值，這樣就不需要對圖片的格式進行特別處理了。不過還是不可以處理Gif等使用Indexed Color的圖片。

private void Grayscale(string srcFileName, string destFileName)
{
    var bitPic = new Bitmap(srcFileName);
    if (!(bitPic.RawFormat.Equals(ImageFormat.Bmp) ||
        bitPic.RawFormat.Equals(ImageFormat.Jpeg) ||
        bitPic.RawFormat.Equals(ImageFormat.Png)))
    {
        MessageBox.Show("Unsuported format,only support for bmp,jpg or png");
        return;
    }

    int rgb;
    Color c;
    for (int y = 0; y < bitPic.Height; y++)
    {
        for (int x = 0; x < bitPic.Width; x++)
        {
            c = bitPic.GetPixel(x, y);
            rgb = (int)((c.R + c.G + c.B) / 3);  //We can adjust this calc as needed, such as Max(r,g,b),Min(r,g,b),(.299*r +.587*g.+ .114*b)
            bitPic.SetPixel(x, y, Color.FromArgb(rgb, rgb, rgb));
        }
    }

    bitPic.Save(destFileName);
}

 

5.3，明亮度(Brightness)

計算機中顏色(Color)是用RGB來表示的，但我們人眼對色彩的認識的模式是HSV(純度Hue,飽和度Saturation,亮度Value或Luminance)。我們可以使得RGB的每個分量的值增大來讓圖片變亮，也可以使每個分量變小來讓圖片變暗。而HSV模式的明暗設置就更簡單了，只需改V分量值即可以改變圖片的明暗。關於RGB到HSL/HSV的轉換算法可以看Wikipedia。有一點需要注意的就是.net中Color類的GetHue,GetSaturation,GetBrightness獲取的是HSL值而不是HSV值。

3.1,通過RGB來改變明暗度

private void Brightness(string srcFileName, string destFileName, float grain)
{
    var bitPic = new Bitmap(srcFileName);
    if (!(bitPic.RawFormat.Equals(ImageFormat.Bmp) ||
        bitPic.RawFormat.Equals(ImageFormat.Jpeg) ||
        bitPic.RawFormat.Equals(ImageFormat.Png)))
    {
        MessageBox.Show("Unsuported format,only support for bmp,jpg or png");
        return;
    }


    Color c;
    Func<int, int> notOver255 = (x) => { return x > 255 ? 255 : x; };
    for (int y = 0; y < bitPic.Height; y++)
    {
        for (int x = 0; x < bitPic.Width; x++)
        {
            c = bitPic.GetPixel(x, y);
            Color brightColor = Color.FromArgb(
                notOver255((int)(c.R * grain)), 
                notOver255((int)(c.G * grain)), 
                notOver255((int)(c.B * grain)));
            bitPic.SetPixel(x, y, brightColor);
        }
    }



    bitPic.Save(destFileName);
}

 

3.2通過HSV中V分量來改變圖片明暗度

稍后研究，還有個問題就是改變圖片的明暗度后，Png和Jpg圖片的大小產生了變化，換個說法就是RGB分量值會影響Png和Jpg壓縮。

 

 

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Reference:

1,http://www.codeproject.com/Articles/1989/Image-Processing-for-Dummies-with-C-and-GDI-Part-1

2,http://en.wikipedia.org/wiki/HSL_and_HSV

3,http://stackoverflow.com/questions/359612/how-to-change-rgb-color-to-hsv

4,http://www.cnblogs.com/sndnnlfhvk/archive/2012/02/27/2370643.html