C#對圖像像素處理的三種方式

在C#中，可以采用直接獲取像素法（GetPixel）、內存拷貝法和指針法(unsafe)來獲取圖像像素並進行處理。

下面以圖像的灰度化為例說明具體的處理方法和速度的比較（1G內存，P4處理器測試）。

1.GetPixel方法

GetPixel(i,j)和SetPixel(i, j,Color)可以直接得到圖像的一個像素的Color結構，但是處理速度比較慢，處理一副180*180的圖像大約需要100.48ms。

private void pixel_Click(object sender, EventArgs e)
{
    if(curBitmap != null)
    {
        myTimer.ClearTimer();
        myTimer.Start();
        Color curColor;
        int ret;
        for (int i = 0; i < curBitmap.Width; i++)
        {
            for (int j = 0; j < curBitmap.Height ; j++)
            {
                curColor = curBitmap.GetPixel(i,j);
                ret = (int)(curColor.R * 0.299 + curColor.G * 0.587 + curColor.B * 0.114);
                curBitmap.SetPixel(i, j, Color.FromArgb(ret, ret, ret));
            }
        }
        myTimer.Stop();
        timeBox.Text = myTimer.Duration.ToString("####.##") + " 毫秒"; 
        Invalidate();
    }
}

2.內存拷貝法

內存拷貝法就是采用System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy將圖像數據拷貝到數組中，然后進行處理，這不需要直接對指針進行操作，不需采用unsafe，處理速度和指針處理相差不大，

處理一副180*180的圖像大約需要1.32ms。

private void memory_Click(object sender, EventArgs e)
{
    if (curBitmap != null)
    {
        myTimer.ClearTimer();
        myTimer.Start();
        Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, curBitmap.Width, curBitmap.Height);
        System.Drawing.Imaging.BitmapData bmpData = curBitmap.LockBits(rect, System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadWrite, curBitmap.PixelFormat);
        IntPtr ptr = bmpData.Scan0;
        int bytes = curBitmap.Width * curBitmap.Height * 3;
        byte[] rgbValues = new byte[bytes];
        System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(ptr, rgbValues, 0, bytes);
        double colorTemp = 0;
        for (int i = 0; i < rgbValues.Length; i += 3)
        {
            colorTemp = rgbValues[i + 2] * 0.299 + rgbValues[i + 1] * 0.587 + rgbValues[i] * 0.114;
            rgbValues[i] = rgbValues[i + 1] = rgbValues[i + 2] = (byte)colorTemp;
        }
        System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(rgbValues, 0, ptr, bytes);
        curBitmap.UnlockBits(bmpData);
        myTimer.Stop();
        timeBox.Text = myTimer.Duration.ToString("####.##") + " 毫秒"; 
        Invalidate();
    }
}

3.指針法

指針在c#中屬於unsafe操作，需要用unsafe括起來進行處理，速度最快，處理一副180*180的圖像大約需要1.16ms。

采用byte* ptr = (byte*)(bmpData.Scan0); 獲取圖像數據根位置的指針，然后用bmpData.Scan0獲取圖像的掃描寬度，就可以進行指針操作了。

private void pointer_Click(object sender, EventArgs e)
{
    if (curBitmap != null)
    {
        myTimer.ClearTimer();
        myTimer.Start();
        Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, curBitmap.Width, curBitmap.Height);
        System.Drawing.Imaging.BitmapData bmpData = curBitmap.LockBits(rect, System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadWrite, curBitmap.PixelFormat);
        byte temp = 0;
        unsafe
        {
            byte* ptr = (byte*)(bmpData.Scan0);
            for (int i = 0; i < bmpData.Height; i++)
            {
                for (int j = 0; j < bmpData.Width; j++)
                {
                    temp = (byte)(0.299 * ptr[2] + 0.587 * ptr[1] + 0.114 * ptr[0]);
                    ptr[0] = ptr[1] = ptr[2] = temp;
                    ptr += 3;
                }
                ptr += bmpData.Stride - bmpData.Width * 3;
            }
        }
        curBitmap.UnlockBits(bmpData);
        myTimer.Stop();
        timeBox.Text = myTimer.Duration.ToString("####.##") + " 毫秒"; 
        Invalidate();
    }
}