c#圖像處理的簡單算法

原文鏈接：https://blog.csdn.net/wchstrife/article/details/78984735

 

使用C#進行圖像處理
前言
之前一直認為圖像處理是一件很高大上的事情，在一門選修課的課上遇到一個圖像處理的作業，上手幾個簡單的圖像處理的算法，也算是入了個最簡單的門。
界面簡單而又丑陋，代碼命名也比較隨意，大家重點關注算法就好
在這里一共實現了暗角、降低亮度、灰度、浮雕、馬賽克、擴散六個算法。
項目github地址：https://github.com/wchstrife/ImageProcessing

界面設計
這里使用的是VS2010，新建C#工程之后。在界面上畫出
- 2個pictureBox作為顯示的圖片的控件。
- 6個button作為不同效果的觸發器，
- 2個button作為文件打開和保存的觸發器，
- 1個label負責展示運行時間。

 

 

 

文件打開與保存
這里主要就是調用了openFileDialog和openFileDialog，不具體說。
打開文件：

 private void btnopen_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (openFileDialog1.ShowDialog() == DialogResult.OK)
            {
                string path = openFileDialog1.FileName;
                bitmap = (Bitmap)Image.FromFile(path);
                pbimage.Image = bitmap.Clone() as Image;
            }
        }

 

 

保存文件：

     private void btnsave_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            sw1.Reset();
            if (saveFileDialog1.ShowDialog() == DialogResult.OK)
            {
               
                sw1.Start();
                string filename = saveFileDialog1.FileName.ToString();
                if (filename.Length > 0)
                {
                    string fileextname = filename.Substring(filename.IndexOf('.') + 1).ToString();
                    ImageFormat imagefomart = null;
                    if (fileextname.Length > 0)
                    {
                        switch (fileextname.ToLower())
                        {
                            case "jpg": imagefomart = ImageFormat.Jpeg; break;
                            case "jpeg": imagefomart = ImageFormat.Jpeg; break;
                            case "bmp": imagefomart = ImageFormat.Bmp; break;
                            case "gif": imagefomart = ImageFormat.Gif; break;
                            default:; break;
                        }
                    }
                    if(imagefomart==null)
                    {
                        imagefomart = ImageFormat.Jpeg;
                    }
                    try
                    {
                        this.pbnewimage.Image.Save(filename, imagefomart);
                        sw1.Stop();
                        label1.Text = "時間：" + sw1.ElapsedMilliseconds;
                    }
                    catch (Exception ex)
                    {

                        throw ex;
                    }

                }
            }
        }

 

 

添加暗角
暗角就是在圖像的四角添加逐漸變黑的一個圈。

基本步驟：
計算頂點與中心的距離maxDistance
計算每個像素點與中心的距離distance
計算factor = distance / maxDistance
將當前像素點的顏色設置為 原顏色 * （1-factor）
效果圖

 

 

實現算法：

    private void btndark_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            newbitmap = bitmap.Clone() as Bitmap;
            sw1.Reset();
            sw1.Start();
            int width = newbitmap.Width;
            int height = newbitmap.Height;
            float cx = width / 2;
            float cy = height / 2;
            float maxdist = cx * cx + cy * cy;
            float currdist = 0, factor;
            Color pixel;
            for (int i = 0; i < width; i++)
            {
                for (int j = 0; j < height; j++)
                {
                    currdist = ((float)i - cx) * ((float)i - cx) + ((float)j - cy) + ((float)j - cy);
                    factor = currdist / maxdist;
                    pixel = newbitmap.GetPixel(i,j);
                    int red = (int)(pixel.R * (1 - factor));
                    int green = (int)(pixel.G * (1 - factor));
                    int blue = (int)(pixel.R * (1 - factor));
                    newbitmap.SetPixel(i, j, Color.FromArgb(red, green, blue));
                }
            }
            sw1.Stop();
            label1.Text = sw1.ElapsedMilliseconds.ToString();
            pbnewimage.Image = newbitmap.Clone() as Image;
        }

 

降低亮度
基本步驟
降低亮度就是設置當前像素的顏色為原來的一個小於1的系數，要注意各顏色的分量不能超過255。這里我們選取0.6作為系數。

效果圖

 

 

實現代碼

   private void btnvright_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (bitmap != null)
            {
                newbitmap = bitmap.Clone() as Bitmap;
                sw1.Reset();
                sw1.Restart();
                Color pixel;
                int red, green, blue;
                for (int x = 0; x < newbitmap.Width; x++)
                {
                    for (int y = 0; y < newbitmap.Height; y++)
                    {
                        pixel = newbitmap.GetPixel(x, y);
                        red = (int)(pixel.R * 0.6);
                        green = (int)(pixel.G * 0.6);
                        blue = (int)(pixel.B * 0.6);
                        newbitmap.SetPixel(x, y, Color.FromArgb(red, green, blue));
                    }
                }
                sw1.Stop();
                label1.Text = sw1.ElapsedMilliseconds.ToString();
                pbnewimage.Image = newbitmap.Clone() as Image;
            }
        }

 

去色
基本步驟
去色也就是要把照片灰化，將照片的RGB調節為灰色的。
具體的就是要把當前像素點的顏色按下面的公式的調整
gary = 0.3 * R + 0.59 * G + 0.11 * B

效果圖

 

 

實現算法

 private void btndecolor_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (bitmap != null)
            {
                newbitmap = bitmap.Clone() as Bitmap;
                sw1.Reset();
                sw1.Restart();
                Color pixel;
                int gray;
                for (int x = 0; x < newbitmap.Width; x++)
                {
                    for (int y = 0; y < newbitmap.Height; y++)
                    {
                        pixel = newbitmap.GetPixel(x, y);
                        gray = (int)(0.3 * pixel.R + 0.59 * pixel.G + 0.11 * pixel.B);
                        newbitmap.SetPixel(x, y, Color.FromArgb(gray, gray, gray));
                    }
                }
                sw1.Stop();
                label1.Text = sw1.ElapsedMilliseconds.ToString();
                pbnewimage.Image = newbitmap.Clone() as Image;
            }
        }

 

浮雕
基本步驟
浮雕效果就是把RGB三個顏色取反。
具體的實現用255-當前顏色的分量

效果圖

 

 

### 實現算法

     private void btnrelief_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (bitmap != null)
            {
                newbitmap = bitmap.Clone() as Bitmap;
                sw1.Reset();
                sw1.Restart();
                Color pixel;
                int red, green, blue;
                for (int x = 0; x < newbitmap.Width; x++)
                {
                    for (int y = 0; y < newbitmap.Height; y++)
                    {
                        pixel = newbitmap.GetPixel(x, y);
                        red = (int)(255 - pixel.R);
                        green = (int)(255 - pixel.G);
                        blue = (int)(255 - pixel.B);
                        newbitmap.SetPixel(x, y, Color.FromArgb(red, green, blue));
                    }
                }
                sw1.Stop();
                label1.Text = sw1.ElapsedMilliseconds.ToString();
                pbnewimage.Image = newbitmap.Clone() as Image;
            }
        }

 

馬賽克
基本步驟
馬賽克的基本思想就是把一個像素點周圍的點的像素取個平均，然后把這些像素點的顏色設為這個平均值。
周圍的像素點取的越多，馬克賽的效果也就越明顯。

效果圖

 

 

實現算法

    private void btnmosaic_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (bitmap != null)
            {
                newbitmap = bitmap.Clone() as Bitmap;
                sw1.Reset();
                sw1.Restart();
                int RIDIO = 50;//馬賽克的尺度，默認為周圍兩個像素
                for (int h = 0; h < newbitmap.Height; h += RIDIO)
                {
                    for (int w = 0; w < newbitmap.Width; w += RIDIO)
                    {
                        int avgRed = 0, avgGreen = 0, avgBlue = 0;
                        int count = 0;
                        //取周圍的像素
                        for (int x = w; (x < w + RIDIO && x < newbitmap.Width); x++)
                        {
                            for (int y = h; (y < h + RIDIO && y < newbitmap.Height); y++)
                            {
                                Color pixel = newbitmap.GetPixel(x, y);
                                avgRed += pixel.R;
                                avgGreen += pixel.G;
                                avgBlue += pixel.B;
                                count++;
                            }
                        }

                        //取平均值
                        avgRed = avgRed / count;
                        avgBlue = avgBlue / count;
                        avgGreen = avgGreen / count;

                        //設置顏色
                        for (int x = w; (x < w + RIDIO && x < newbitmap.Width); x++)
                        {
                            for (int y = h; (y < h + RIDIO && y < newbitmap.Height); y++)
                            {
                                Color newColor = Color.FromArgb(avgRed, avgGreen, avgBlue);
                                newbitmap.SetPixel(x, y, newColor);
                            }
                        }
                    }
                }
                sw1.Stop();
                label1.Text = sw1.ElapsedMilliseconds.ToString();
                pbnewimage.Image = newbitmap.Clone() as Image;
            }
        }

 

擴散效果
基本步驟
類似於水墨在紙上的擴散。隨機挑選一個臨近的像素，將其設為自身顏色。
這里一定注意要隨機取周圍的像素。

效果圖

 

 

實現算法

  private void btnspread_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (bitmap != null)
            {
                newbitmap = bitmap.Clone() as Bitmap;
                sw1.Reset();
                sw1.Restart();
                Color pixel;
                int red, green, blue;
                int flag = 0;
                for (int x = 0; x < newbitmap.Width; x++)
                {
                    for (int y = 0; y < newbitmap.Height; y++)
                    {
                        Random ran = new Random();
                        int RankKey = ran.Next(-5, 5);
                        if (x + RankKey >= newbitmap.Width || y + RankKey >= newbitmap.Height || x + RankKey < 0 || y + RankKey < 0)
                        {
                            flag = 1;
                            continue;
                        }

                        pixel = newbitmap.GetPixel(x + RankKey, y + RankKey);
                        red = (int)(pixel.R);
                        green = (int)(pixel.G);
                        blue = (int)(pixel.B);
                        newbitmap.SetPixel(x, y, Color.FromArgb(red, green, blue));
                    }
                }
                sw1.Stop();
                label1.Text = sw1.ElapsedMilliseconds.ToString();
                pbnewimage.Image = newbitmap.Clone() as Image;
            }
        }