C#数字图像处理时注意图像的未用区域

曾经终败给现在 2022-08-08 03:26 215阅读 0赞

# [C\#数字图像处理时注意图像的未用区域][C] #

![1341313496_3575.jpg][]

图1. 被锁定图像像素数组基本布局

如图1所示，数组的宽度并不一定等于图像像素数组的宽度，还有一部分未用区域。这是为了提高效率，系统要确定每行的字节数必须为4的倍数。例如一幅24位、宽为17个像素的图像，它需要每行占有的空间为51（3 \* 17）个字节，但51不是4的倍数，因此还需要扩充1个字节，从而使每行的字节数扩展为52（4 \* 13，即Stride=52），这样就满足了每行字节数是4的倍数的条件。需要扩展多少个字节不仅是由图像的宽度决定，而且还由图像像素的格式决定。

如果处理的是任意宽度的图像，那么在进行下一行扫描的时候，需要把不含图像数据、仅起对齐作用的扩展字节去掉。此时对图像像素数组的遍历的形式如下：

（1）.灰度图像：

**\[csharp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  Rectangle rect = **new** Rectangle(0, 0, bitmap.Width, bitmap.Height); 
2.  BitmapData bmpData = bitmap.LockBits(rect, ImageLockMode.ReadWrite, bitmap.PixelFormat); 
3.  IntPtr ptr = bmpData.Scan0; // 首地址
4.  **int** bytes = bmpData.Stride \* bmpData.Height; // 像素个数，包括未用空间
5.  **byte**\[\] grayValues = **new****byte**\[bytes\]; 
6.  System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(ptr, grayValues, 0, bytes); 
7.  **for** (**int** i = 0; i < bmpData.Height; i++) 
8.  \{ 
9.  // 仅处理每行中为图像像素的数据，舍弃未用空间
10. **for** (**int** j = 0; j < bmpData.Width; j++) 
11.  \{ 
12. // use of grayValues\[i \* bmpData.Stride + j\];
13.  \} 
14. \} 
15. System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(grayValues, 0, ptr, bytes); 
16. bitmap.UnlockBits(bmpData);

或者：

**\[csharp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  // 获取图像参数
2.  **int** stride = bmpData.Stride; // 扫描线的宽度
3.  **int** offset = stride - width; // 显示宽度与扫描线宽度的间隙
4.  IntPtr iptr = bmpData.Scan0; // 获取bmpData的内存起始位置
5.  **int** scanBytes = stride \* height; // 用stride宽度，表示这是内存区域的大小
6.  
7.  // 位置指针，指向源数组
8.  **int** posScan = 0; 
9.  **byte**\[\] grayValues = **new****byte**\[scanBytes\]; // <span style="font-family: Arial; ">为目标数组分配内存</span>
10. 
11. **for** (**int** x = 0; x < height; x++) 
12. \{ 
13. // 下面的循环节是模拟行扫描
14. **for** (**int** y = 0; y < width; y++) 
15.  \{ 
16. // grayValues\[posScan++\]
17.  \} 
18.  posScan += offset; // 行扫描结束，跳过未用空间字节
19. \}

（2）.24位RGB图像：

**\[csharp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  Rectangle rect = **new** Rectangle(0, 0, bitmap.Width, bitmap.Height); 
2.  BitmapData bmpData = bitmap.LockBits(rect, ImageLockMode.ReadWrite, bitmap.PixelFormat); 
3.  IntPtr ptr = bmpData.Scan0; // 首地址
4.  **int** bytes = bmpData.Stride \* bmpData.Height; // 像素个数，包括未用空间
5.  **byte**\[\] rgbValues = **new****byte**\[bytes\]; 
6.  System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(ptr, rbgValues, 0, bytes); 
7.  **for** (**int** i = 0; i < bmpData.Height; i++) 
8.  \{ 
9.  // 仅处理每行中为图像像素的数据，舍弃未用空间
10. **for** (**int** j = 0; j < bmpData.Width \* 3; j += 3) 
11.  \{ 
12. // R: rgbValues\[i \* bmpData.Stride + j + 2\]
13. // G: rgbValues\[i \* bmpData.Stride + j + 1\]
14. // B: rgbValues\[i \* bmpData.Stride + j\]
15.  \} 
16. \} 
17. System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(rgbValues, 0, ptr, bytes); 
18. bitmap.UnlockBits(bmpData);

以上代码将图像的整个像素数组都复制到数组grayValue或者rgbValue中，包括像素和仅用于对齐的未用空间，然后再在数组grayValue或者rgbValue中只对像素数据进行处理，跳过每一行的未用空间（跳过末尾几列）。  
以下实验中，对任意尺度（每行字节数不是4字节的整数倍）的图像进行灰度直方图绘制，如果不考虑未用空间的话会导致错误结果（本实验中错误程度较小）。

![1341316267_7803.jpg][]

图2.未考虑图像中未用空间的错误结果

用Matlab进行灰度直方图计算会发现真实结果中最大灰度的像素个数不是52811，而是53195。

**\[vb\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  f = imread('GrayTest.bmp');
2.  h = imhist(f)

![1341316074_9549.jpg][]

图3.Matlab计算出的最大频率灰度像素个数

错误的原因是，因为图像的字节宽度不是4字节的整数倍，图像的像素数组包括了未用空间（每一行中都包括了未用空间）程序只从规模为bmpData.Stride \* bmpData.Height字节的像素数组中复制了curBitmap.Width \* curBitmap.Height规模的字节（灰度像素，1字节），这些字节中既包含了像素也包含了未用空间，如图4所示：

![1341319592_6539.jpg][]

图4.出错时对像素数组复制的字节

最后在代码中考虑未用空间能得到正确结果：

![1341316282_8417.jpg][]

图5.正确结果

[C]: http://blog.csdn.net/azkabannull/article/details/7712973
[1341313496_3575.jpg]: https://img-my.csdn.net/uploads/201207/03/1341313496_3575.jpg
[view plain]: http://blog.csdn.net/azkabannull/article/details/7712973#
[1341316267_7803.jpg]: https://img-my.csdn.net/uploads/201207/03/1341316267_7803.jpg
[1341316074_9549.jpg]: https://img-my.csdn.net/uploads/201207/03/1341316074_9549.jpg
[1341319592_6539.jpg]: https://img-my.csdn.net/uploads/201207/03/1341319592_6539.jpg
[1341316282_8417.jpg]: https://img-my.csdn.net/uploads/201207/03/1341316282_8417.jpg