在C#中使用WIA獲取掃描儀數據

在C#中使用WIA獲取掃描儀數據（一）

WIA（Windows Image Acquire，最新版本2.0）是Windows中一組從設備中捕獲圖像的標准API集合，它可以從設備（例如掃描儀、數碼相機）中獲取靜態圖像，以及管理這些設備。它既是API，又是DDI（Device Driver Interface）。因此，只要是滿足這個規范的設備，都能夠利用WIA直接和應用程序交互，而不是通過驅動。WIA甚至提供了統一的對話框來獲取圖片。

WIA是基於Com的，有兩種使用方式：

1. c++：使用WIA自定義接口
2. 其他：使用WIAAL（WIA Automation Layer）。

注：在Windows XP sp1以前的版本，WIAAL還不存在，因此第二種方式用的是WIA Scripting Model。

在.Net中使用WIA，我們用的是第二種方法。接下來做一個簡單的圖像掃描程序：

界面

新建一個WinForm應用程序，在上面添加一個按鈕和一個圖片框，點擊按鈕時啟動掃描進程，然后在圖片框中顯示圖像，應用程序界面如下：

image-thumb39.png(42.89 K)

5/24/2009 6:59:47 AM

使用WIA

Visual Studio 2008有一個好處，可以自動裝配Com組件，在工程中添加一個WIA的COM引用：

image-thumb40.png(48.10 K)

5/24/2009 6:59:47 AM

點擊確定后，會在工程引用中添加一個WIA.Interop.dll的文件，可以在對象瀏覽器中查看它：

image-thumb41.png(9.83 K)

5/24/2009 6:59:47 AM

打開掃描對話框

接下來可以利用WIA來進行掃描了，步驟很簡單，首先引用命名空間：

using WIA;接下來，在button的Click事件中，添加如下代碼：

1. ImageFile imageFile = null;
2. CommonDialogClass cdc = new WIA.CommonDialogClass();
3.  
4. try
5. {
6.     imageFile = cdc.ShowAcquireImage(WIA.WiaDeviceType.ScannerDeviceType,
7.                                     WIA.WiaImageIntent.TextIntent,
8.                                     WIA.WiaImageBias.MaximizeQuality,
9.                                     "{00000000-0000-0000-0000-000000000000}",
10. 10.                                     true,
11. 11.                                     true,
12. 12.                                     false);

13. }

14. catch (System.Runtime.InteropServices.COMException)

15. {

1. 16.     imageFile = null;

17. }

復制代碼

WIA會自動彈出標准掃描對話框，進行掃描操作：

image-thumb42.png(31.45 K)

5/24/2009 6:59:47 AM

獲取圖像

調用ShowAcquireImage后，掃描后的數據就保存在ImageFile對象里了。用以下方法讀取ImageFile中的數據（該方法很傻很傻……很傻）

1. if (imageFile != null)
2. {
3.  
4.     imageFile.SaveFile(@"c:\1.bmp");
5.     using (FileStream stream = new FileStream(@"c:\1.bmp", FileMode.Open,
6.         FileAccess.Read, FileShare.Read))
7.     {
8.         pictureBox1.Image = Image.FromStream(stream);
9.     }    File.Delete(@"c:\1.bmp");

10. }

復制代碼

結果如下：

 

在C#中使用WIA獲取掃描儀數據（二、WIA Automation Layer）

前文說過，在WIA 2.0 里，有一個叫Automation Layer的東西，來負責WIA和應用程序交互。既然被命名為Automation了，那么意味着比直接試用WIA接口，WIAAL更容易、更方便。實際上的確如此。

關於WIA Automation Layer

文檔上說，WIA Automation Layer是一個高級的，全能的圖像操作組件，能為應用程序（例如ASP，C#）提供首尾相連的處理能力。利用WIAAL，在程序中可以很容易地從諸如數碼相機、掃描儀等圖像設備中捕獲圖像，以及進行簡單處理（縮放、旋轉）。

對象分級結構

WIAAL的對象不多，總的來說分成來兩塊，第一塊是可以被創建的類（例如在c#里我們用關鍵字new來創建），另一部分是不能被創建的類（在c#里，這些類雖然也有構造函數，不過即使創建了，也沒有任何東西），它們必須由第一種類創建。如下圖：

image-thumb44.png(51.69 K)

5/24/2009 7:03:03 AM

可見，上面有我們熟悉的CommonDialog（在Interop后，這些類后面都加上了Class表示實現，例如CommonDialogClass就是CommonDialog的實現）。 

改進的例子

在前面的文章中，我用了一個很“囧”的方法來保存圖片，實際上大可不必如此，從上面的關系圖可以看到，ImageFile對象有一個Vector的對象，該對象保存了圖片的像素值。修改代碼如下：

1. if (imageFile != null)
2. {
3.     var buffer =imageFile.FileData.get_BinaryData() as byte[];
4.     using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
5.     {
6.         ms.Write(buffer, 0, buffer.Length);
7.         pictureBox1.Image = Image.FromStream(ms);
8.     }
9. }

 

在C#中使用WIA獲取掃描儀數據（三、利用Filter處理圖片）

 

WIA Automation Layer不僅能從設備中捕獲照片，還能進行簡單的處理。當WIA Automation Layer從設備中捕獲照片，保存為一個ImageFile對象，我們可以通過訪問該ImageFile對象來訪問照片的屬性。然而，為了保護原來的照片，不能直接通過修改該ImageFile對象的方法修改圖片。代替的方法是，使用ImageProcess和一個或多個Filter對象創建一個副本，修改圖片。

代碼

以下代碼把掃描得到的圖片順時針旋轉90度：

1. if (imageFile != null)
2. {
3.  
4.     ImageProcess ip = new ImageProcessClass();
5.  
6.     object filterName="RotateFlip";
7.     Object propertyName = "RotationAngle";
8.     Object propertyValue = 90;
9.  
10. 10.     ip.Filters.Add(ip.FilterInfos.get_Item(ref filterName).FilterID, 0);
11. 11.     ip.Filters[1].Properties.get_Item(ref propertyName).set_Value(ref propertyValue);
12. 12.  
13. 13.     var buffer =ip.Apply(imageFile).FileData.get_BinaryData() as byte[];
14. 14.     using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
15. 15.     {
16. 16.         ms.Write(buffer, 0, buffer.Length);
17. 17.         pictureBox1.Image = Image.FromStream(ms);
18. 18.     }
19. 19.  

20. }

復制代碼

 

image-thumb45.png(256.10 K)

5/24/2009 7:08:54 AM

FilterID

以下是可用的FilterID

RotateFlip

以 90 度增量旋轉，以及水平或垂直翻轉。
RotationAngle  - 如果希望旋轉，可將 RotationAngle 屬性設置為 90、180 或 270，
                    否則設置為 0 [默認值]
FlipHorizontal - 如果希望水平翻轉圖像，可將 FlipHorizontal 屬性設置為 True，
                    否則設置為 False [默認值]
FlipVertical  - 如果希望垂直翻轉圖像，可將 FlipVertical 屬性設置為 True，
                    否則設置為 False [默認值]
FrameIndex    - 如果希望修改除 ActiveFrame 之外的幀，
                    可將 FrameIndex 屬性設置為幀的索引，
                    否則設置為 0 [默認值]

Crop

以指定的左、右、上、下邊距裁剪圖像。
Left      - 如果希望沿左側裁剪，可將 Left 屬性設置為左邊距(單位為像素)，
                否則設置為 0 [默認值]
Top        - 如果希望沿頂部裁剪，可將 Top 屬性設置為上邊距(單位為像素)，
                否則設置為 0 [默認值]
Right      - 如果希望沿右側裁剪，可將 Right 屬性設置為右邊距(單位為像素)，
                否則設置為 0 [默認值]
Bottom    - 如果希望沿底部裁剪，可將 Bottom 屬性設置為下邊距(單位為像素)，
                否則設置為 0 [默認值]
FrameIndex - 如果希望修改除 ActiveFrame 之外的幀，
                可將 FrameIndex 屬性設置為幀的索引，否則設置為 0 [默認值]

Scale

將圖像縮放到指定的最大寬度和最大高度，如有必要，保留縱橫比。
MaximumWidth        - 將 MaximumWidth 屬性設置為希望將圖像縮放到的寬度(單位為像素)。
MaximumHeight      - 將 MaximumHeight 屬性設置為希望將圖像縮放到的高度(單位為像素)。
PreserveAspectRatio - 如果希望保持圖像當前的縱橫比，可將 PreserveAspectRatio 屬性設置為 True [默認值]，
                          否則設置為 False，圖像將被拉伸到MaximumWidth 和 MaximumHeight
FrameIndex          - 如果希望修改除 ActiveFrame 之外的幀，可將 FrameIndex 屬性設置為幀的索引，
                      否則設置為 0 [默認值]

Stamp

在指定的 Left 和 Top 坐標處標記指定的 ImageFile。
ImageFile  - 將 ImageFile 屬性設置為希望標記的 ImageFile 對象
Left      - 將 Left 屬性設置為希望將 ImageFile 標記到的從左側開始的偏移(單位為像素)[默認值為 0]
Top        - 將 Top 屬性設置為希望將 ImageFile 標記到的從頂部開始的偏移(單位為像素)[默認值為 0]
FrameIndex - 如果希望修改除 ActiveFrame 之外的幀，可將 FrameIndex 屬性設置為幀的索引，否則設置為0[默認值]

Exif

添加/刪除指定的 Exif 屬性。
Remove    - 如果希望刪除指定的 Exif 屬性，可將 Remove 屬性設置為 True，否則設置為 False [默認值]以添加
              指定的 exif 屬性
ID        - 將 ID 屬性設置為希望添加或刪除的 PropertyID
Type      - 設置 Type 屬性以指示希望添加的 Exif 屬性的 WiaImagePropertyType(對於刪除則忽略)
Value      - 將 Value 屬性設置為希望添加的 Exif 屬性的值(對於刪除則忽略)
FrameIndex - 如果希望修改除 ActiveFrame 之外的幀，可將 FrameIndex 屬性設置為幀的索引，否則設置為0[默認值]
Frame
Remove    - 如果希望刪除指定的 FrameIndex，可將 Remove 屬性設置為 True，
              否則設置為 False [默認值]以在指定的 FrameIndex 之前插入 ImageFile
ImageFile  - 將 ImageFile 屬性設置為希望添加其 ActiveFrame 的 ImageFile 對象(對於刪除則忽略)
FrameIndex - 對於刪除，將 FrameIndex 屬性設置為希望刪除的幀的索引，
                  對於添加，將 FrameIndex 設置為要在其之前插入ImageFile 的幀的索引，否則設置為 0 [默認值]
              以從指定的 ImageFile 追加幀

ARGB

ARGBData -  將 ARGBData 屬性設置為表示指定 FrameIndex 的ARGB 數據的 Longs 的矢量(寬度和高度必須匹配)
FrameIndex - 將 FrameIndex 屬性設置為希望修改其 ARGB 數據的幀的索引，否則設置為0[默認值]以修改ActiveFrame

Convert

將得到的 ImageFile 轉換為指定的類型。
FormatID    - 將 FormatID 屬性設置為所需支持的光柵圖像格式，當前可選擇的格式有 wiaFormatBMP、
                wiaFormatPNG、wiaFormatGIF、wiaFormatJPEG 或 wiaFormatTIFF
Quality    - 對於 JPEG 文件，可將 Quality 屬性設置為從 1 到100 [默認值]之間的任何值，以指定 JPEG 壓縮的質量
Compression - 對於 TIFF 文件，可將 Compression 屬性設置為 CCITT3、CCITT4、RLE 或 Uncompressed 以指定壓縮方案，
                否則可設置為 LZW [默認值]

小節

總的來說，在c#中利用Automation Layer中的Filter非常麻煩（要寫一堆Object），這些簡單的圖像處理操作還不如用GDI+來實現。

 

在C#中使用WIA獲取掃描儀數據（四、通過編程方式掃描圖像）

 

在前面幾節，我通過調用CommonDialog對象的ShowAcquireImage方法來掃描圖像，這是一個彈出選擇設備對話框，讓用戶自己掃描的過程。有時候，我們不想把過程弄得那么復雜，只想用戶點擊按鈕后，自動開始掃描。本節我將嘗試這個需求。

WIAAL模型

在開始代碼前，再回顧以下WIAAL模型，這里選取其中的一小部分：

image-thumb49.png(12.37 K)

5/24/2009 7:13:49 AM

和  

image-thumb50.png(15.66 K)

5/24/2009 7:13:49 AM

從上圖不難想象，一台掃描儀，實際上就是一個Device對象，因此，我們可以通過DeviceManager來“獲取”這台設備的“引用”，然后通過得到的Device對象，執行相應的掃描工作。從而跳過了使用ShowAcquireImage方法帶來的一系列“多余的鼠標操作問題”。

獲取Device對象

按照上面思路，首先需要建立一個DeviceManager對象：

DeviceManager manager = new DeviceManagerClass();然后獲取Device對象，在這里，我假設我的電腦上只有一台掃描儀，因此不做諸如“判斷使用哪台掃描儀進行掃描”之類的操作。

1. Device device = null;
2.  
3. foreach (DeviceInfo info in manager.DeviceInfos)
4. {
5.     if (info.Type != WiaDeviceType.ScannerDeviceType) continue;
6.     device = info.Connect();
7.     break;
8. }

復制代碼

掃描圖像

WIA把Device設備的圖像數據看做一個個Item對象，可以通過方法GetItem(ItemID)來實現。不過，對於掃描儀做種東西，和數碼相機不同，一般只有一個Item對象，因此可以簡單的使用數組的方法（注意：index是從1開始的，而不是從0）：

Item item = device.Items[1];

最后，調用CommonDialog的ShowTransfer方法，用一個進度條，來顯示掃描過程：

1. CommonDialogClass cdc = new WIA.CommonDialogClass();
2. ImageFile imageFile = cdc.ShowTransfer(item,
3.     "{B96B3CAB-0728-11D3-9D7B-0000F81EF32E}",
4.     true) as ImageFile;
5.  
6. if (imageFile != null)
7. {
8.     var buffer = imageFile.FileData.get_BinaryData() as byte[];
9.     using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
10. 10.     {
11. 11.         ms.Write(buffer, 0, buffer.Length);
12. 12.         pictureBox1.Image = Image.FromStream(ms);
13. 13.     }

14. }

復制代碼

關於ShowTransfer方法

CommonDialog的ShowTransfer方法，實際上就是ShowAcquireImage方法的最后一個步驟，顯示一個獲取圖片的進度條：

image-thumb51.png(18.47 K)

5/24/2009 7:13:49 AM

聲明如下：

public virtual object ShowTransfer(Item Item, string FormatID, bool CancelError);對於第二個參數，FormatID，可以使用以下值：

• wiaFormatBMP ({B96B3CAB-0728-11D3-9D7B-0000F81EF32E})
• wiaFormatPNG ({B96B3CAF-0728-11D3-9D7B-0000F81EF32E})
• wiaFormatGIF ({B96B3CB0-0728-11D3-9D7B-0000F81EF32E})
• wiaFormatJPEG ({B96B3CAE-0728-11D3-9D7B-0000F81EF32E})
• wiaFormatTIFF ({B96B3CB1-0728-11D3-9D7B-0000F81EF32E})

 

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有人提問

 

真是好文. wia的sample很多都是vb各c++的. c#的真的很小. 先謝謝樓主.

但小弟有一個問題. 請先看小弟的PROGRAM.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using WIA;
using System.IO;

namespace ScanDoc
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        String wiaFormatJPEG = "{B96B3CAE-0728-11D3-9D7B-0000F81EF32E}";
        String wiaFormatTIFF = "{B96B3CB1-0728-11D3-9D7B-0000F81EF32E}";

        DeviceManager manager;
        Device device;
        CommonDialogClass cdc;

        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
            manager = new DeviceManager();
            cdc = new WIA.CommonDialogClass();
            device = cdc.ShowSelectDevice(WiaDeviceType.ScannerDeviceType, true, true);
            manager.RegisterEvent("{6AA1C701-F2FD-11D2-99F9-006008CF3572}", device.DeviceID);
            manager.OnEvent += new _IDeviceManagerEvents_OnEventEventHandler(OnScanImageButtonPress);
        }

        private void scanTest()
        {
            ImageFile imageFile = cdc.ShowTransfer(device.Items[1], wiaFormatTIFF, true) as ImageFile;
            displayScanedImage(imageFile);
        }

        private void displayScanedImage(ImageFile imageFile)
        {
            if (imageFile != null)
            {
                byte[] buffer;
                buffer = imageFile.FileData.get_BinaryData() as byte[];
                using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
                {
                    ms.Write(buffer, 0, buffer.Length);
                    pictureBox1.Image = Image.FromStream(ms);
                }
            }
        }

        private void OnScanImageButtonPress(string eventId, string deviceId, string itemId)
        {
            scanTest();
        }

    }
}

這程序一開始會請使用者選擇 掃瞄器.
以后每按一下 scan 的鍵就會運行 ScanTest 這個 procedure.
這支程序在一般掃瞄器無什麼問題. 問題是如果我用有送紙器的掃瞄器,問題就出玩. 問題如下:

1.) 掃瞄格式如果是 wiaFormatJPEG. 每按一下掃瞄器上的掃瞄按鈕,就只掃瞄一張.
2.) 掃瞄格式如果是 wiaFormatTIFF. 每按一下掃瞄器上的掃瞄按鈕,可以把送紙器的文件都全掃瞄到一個 多頁的TIFF檔. 但再把文件放回送紙器,再按掃瞄按鈕. 這情況就只會出現 進導條 而掃瞄器則沒有動作.

如果我修改 scanTest() 則可以正常掃瞄. 但會再要求重就選擇掃瞄器.
        private void scanTest()
        {
            device = cdc.ShowSelectDevice(WiaDeviceType.ScannerDeviceType, true, true);
            ImageFile imageFile = cdc.ShowTransfer(device.Items[1], wiaFormatTIFF, true) as ImageFile;
            displayScanedImage(imageFile);
        }

不知是什麼問題.請樓主指教.

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在C#中使用WIA獲取掃描儀數據（五、注冊事件）

 

好了，現在我們能在c#里通過編程掃描圖像了。還不滿足？對，在前面的例子里，需要掃描的時候總是要按下一個掃描按鈕，既傻又費事。現在的掃描儀，上面往往會多幾個額外的按鈕用來和用戶交互，例如我是用的HP G2410上就有兩個按鈕：掃描及復制。那么，能不能用這兩個按鈕來代替程序里的那個難看的按鈕呢？

image-thumb52.png(29.40 K)

5/24/2009 7:17:45 AM

注意左上角那個難看的按鈕了嗎？

在WIAAL里，我們可以同過注冊設備事件，監聽事件等方式和設備上的按鈕交互。

注冊事件

還記得我們在上節提到的DeviceManager對象嗎？MSDN官方文檔描述：

The Microsoft Windows Image Acquisition (WIA) Device Manager is an extension of the Still Image (STI) Event Monitor. The WIA Device Manager provides objects, methods, and interfaces for the following:

• Installing devices
• Enumerating devices
• Querying properties of installed devices
• Creating device objects
• Monitoring device events
• Acquiring images
• Registering destination applications.

和傳統.Net編程不同，WIA的事件，需要先通過DeviceManager的RegisterEvent的方法注冊，才能使用。RegisterEvent定義如下：

void RegisterEvent(string EventID, string DeviceID);其中，EventID是事件的GUID，DeviceID是掃描儀的GUID。在類EventID里，WIA定義了幾種基本的事件類型，從定義上不難理解這些ID的所代表的具體事件：

1. public const string wiaEventDeviceConnected = "{A28BBADE-64B6-11D2-A231-00C04FA31809}";
2. public const string wiaEventDeviceDisconnected = "{143E4E83-6497-11D2-A231-00C04FA31809}";
3. public const string wiaEventItemCreated = "{4C8F4EF5-E14F-11D2-B326-00C04F68CE61}";
4. public const string wiaEventItemDeleted = "{1D22A559-E14F-11D2-B326-00C04F68CE61}";
5. public const string wiaEventScanEmailImage = "{C686DCEE-54F2-419E-9A27-2FC7F2E98F9E}";
6. public const string wiaEventScanFaxImage = "{C00EB793-8C6E-11D2-977A-0000F87A926F}";
7. public const string wiaEventScanFilmImage = "{9B2B662C-6185-438C-B68B-E39EE25E71CB}";
8. public const string wiaEventScanImage = "{A6C5A715-8C6E-11D2-977A-0000F87A926F}";
9. public const string wiaEventScanImage2 = "{FC4767C1-C8B3-48A2-9CFA-2E90CB3D3590}";

10. public const string wiaEventScanImage3 = "{154E27BE-B617-4653-ACC5-0FD7BD4C65CE}";

11. public const string wiaEventScanImage4 = "{A65B704A-7F3C-4447-A75D-8A26DFCA1FDF}";

12. public const string wiaEventScanOCRImage = "{9D095B89-37D6-4877-AFED-62A297DC6DBE}";

13. public const string wiaEventScanPrintImage = "{B441F425-8C6E-11D2-977A-0000F87A926F}";

復制代碼

例如，我們可以使用以下來嗎來注冊一個事件，並監聽它：

1. manager.RegisterEvent(EventID.wiaEventScanImage, device.DeviceID);
2.  
3. manager.OnEvent += (eventID, deviceID, itemID) =>
4. {
5.     //…………
6. }

復制代碼

枚舉設備事件

如果你向我這般，興沖沖地在OnEvent里加入掃描處理邏輯，然后按下HP G2410上的掃描按鈕，你一定會像我一樣，在漫長的等待中漸漸失望：掃描儀根本沒有按我所想的那樣掃描圖片。也就是說，wiaEventScanImage這個事件根本不起作用。

幸好能夠通過Device類來枚舉設備支持的事件，我寫了以下一段代碼：

1. Console.WriteLine("Events:");
2. foreach (DeviceEvent eve in device.Events)
3. {
4.     Console.WriteLine("{0}:{1}:{2}", eve.EventID, eve.Name, eve.Description);
5. }

復制代碼

運行后，發現該掃描儀僅僅支持wiaEventDeviceConnected 和 wiaEventDeviceDisconnected ，以及兩個HP自定義的事件：按下掃描按鈕、按下拷貝按鈕。OOXX！

image-thumb53.png(36.57 K)

5/24/2009 7:17:45 AM

按下按鈕掃描圖像

修改manager.RegisterEvent方法，使用HP提供的EventID：

manager.RegisterEvent("{0C5E2143-FD9B-490B-9AD5-7637A403566B}", device.DeviceID);

最終我們可以通過按下掃描儀上的掃描按鈕來掃描數據了！：）

1. manager.OnEvent += (eventID, deviceID, itemID) =>
2. {
3.     Item item = device.Items[1];
4.  
5.     CommonDialogClass cdc = new WIA.CommonDialogClass();
6.     ImageFile imageFile = cdc.ShowTransfer(item,
7.     "{B96B3CAB-0728-11D3-9D7B-0000F81EF32E}",
8.     true) as ImageFile;
9.  
10. 10.     if (imageFile != null)
11. 11.     {
12. 12.         var buffer = imageFile.FileData.get_BinaryData() as byte[];
13. 13.         using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
14. 14.         {
15. 15.             ms.Write(buffer, 0, buffer.Length);
16. 16.             pictureBox1.Image = Image.FromStream(ms);
17. 17.         }
18. 18.     }

19. };