C# 第九章『图形、图像』◆第4节：彩色图像处理

一、彩色图像变换灰度图像

1、彩色位图图像的颜色

图像像素的颜色由三种基本色，即红R、绿G、蓝B，称为三基色。每种基色可取0-255（占用8个位，即1个字节），因此一个像素的颜色可以由三基色可组合成1677万种颜色（255*255*255）。

	R值	G值	B值
红	255	0	0
蓝	0	0	255
绿	0	255	0

黄	255	255	0
青	0	255	255
品红	255	0	255

白	255	255	255
黑	0	0	0

2、彩色图像颜色的值的获取

在使用C#系统处理彩色图像时，使用Bitmap类的GetPixel方法获取图像上指定像素的颜色值。

Color c1 = new Color();
c1 = box1.GetPixel(i,j);

其中，(i,j)为像素的坐标位置。GetPixel方法取得指定位置的颜色值并返回一个长整型的整数。像素颜色值c1是一个长整型的数值，占4个字节，最上位字节的值为0，其他三个下位字节依次为B、G、R，值为0-255。

比如：Bitmap.GetPixel(Int32, Int32) 方法

3、彩色位图颜色值分解

从c1值中分解出的R、G、B值可以直接使用：

Color c1 = new Color();
c1 = box1.GetPixel(i,j);
r = c1.R;
g = c1.G;
b = c1.B;

4、图像像素颜色的设定

设置像素可使用SetPixel方法。

Color c1 = Color.FromArgb(r,g,b);
//Color.FromArgb基于一个 32 位 ARGB 值创建 Color 结构。
Box2.SetPixel(i,j,c1);

比如：Bitmap.SetPixel(Int32, Int32, Color) 方法

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5、示例

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

namespace _20220922_1
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            OpenFileDialog ofd1 = new OpenFileDialog();//打开文件对话框
            ofd1.Filter = "BMP|*.png";//定义选择的文件格式
            if(ofd1.ShowDialog() == DialogResult.OK)//如果成功打开文件对话框
            {
                Bitmap image1 = new Bitmap(ofd1.FileName);
                pictureBox1.Image = image1;//显示图像
            }
        }

        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Color c1 = new Color();
            Bitmap box1 = new Bitmap(pictureBox1.Image);//
            Bitmap box2 = new Bitmap(pictureBox1.Image);
            int r, g, b, c2;
            for (int i= 0;i<pictureBox1.Image.Width;i++)
            {
                for(int j=0;j<pictureBox1.Image.Height;j++)
                {
                    c1 = box1.GetPixel(i,j);

                    r = c1.R;
                    g = c1.G;
                    b = c1.B;

                    c2 = (int)((r+g+b)/3);
                    if (c2 < 0)
                        c2 = 0;
                    if (c2 > 255)
                        c2 = 255;

                    Color c11 = Color.FromArgb(c2, c2, c2);//将整形转换为颜色值
                    box2.SetPixel(i, j, c11);//将新的值，逐步输入到box2中
                }
                pictureBox2.Refresh();//Control.Refresh 方法，强制控件使其工作区无效并立即重绘自己和任何子控件。
                pictureBox2.Image = box2;
            }
        }
    }
}

二、图像的模糊化处理

图象分辨率（ImageResolution）:指图象中存储的信息量。这种分辨率有多种衡量方法，典型的是以每英寸的像素数（PPI）来衡量。图象分辨率和图象尺寸(高宽)的值一起决定文件的大小及输出的质量，该值越大图形文件所占用的磁盘空间也就越多。图象分辨率以比例关系影响着文件的大小，即文件大小与其图象分辨率的平方成正比。如果保持图象尺寸不变，将图象分辨率提高一倍，则其文件大小增大为原来的四倍。

马赛克的原理就是将原图像分成4×4（或其他）像素的子图像块，该4×4像素子图像块的所有像素的颜色按F(i,j)的颜色来进行设定，达到降低分辨率的目的。

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

namespace _20220922_1
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            OpenFileDialog ofd1 = new OpenFileDialog();//打开文件对话框
            ofd1.Filter = "BMP|*.png";//定义选择的文件格式
            if(ofd1.ShowDialog() == DialogResult.OK)//如果成功打开文件对话框
            {
                Bitmap image1 = new Bitmap(ofd1.FileName);
                pictureBox1.Image = image1;//显示图像
            }
        }

        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Color c1 = new Color();
            Bitmap box1 = new Bitmap(pictureBox1.Image);
            Bitmap box2 = new Bitmap(pictureBox1.Image);
            int size, k1, k2, xres, yres;
            xres = pictureBox1.Image.Width;
            yres = pictureBox1.Image.Height;
            size = 8;
            for(int i = 0; i <= xres-1; i += size)
            {
                for(int j = 0; j <= yres-1; j += size)
                {
                    c1 = box1.GetPixel(i, j);
                    for(k1 = 0; k1 <= size-1; k1++)
                    {
                        for(k2 = 0; k2 <= size-1; k2++)
                        {
                            if (i + k1 < pictureBox1.Image.Width && j + k2 < pictureBox1.Image.Height)
                            box2.SetPixel(i + k1, j + k2, c1);
                        }
                    }
                }
                pictureBox2.Refresh();
                pictureBox2.Image = box2;
            }
        }
    }
}

三、灰度图像处理

对图像像素的处理，可以达到灰度、对比度调节的效果。根据特定的输入输出灰度转换关系，可增强图像灰度，处理后图像的中等灰度值增大，图像变亮。

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

namespace _20220922_1
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            OpenFileDialog ofd1 = new OpenFileDialog();//打开文件对话框
            ofd1.Filter = "BMP|*.png";//定义选择的文件格式
            if(ofd1.ShowDialog() == DialogResult.OK)//如果成功打开文件对话框
            {
                Bitmap image1 = new Bitmap(ofd1.FileName);
                pictureBox1.Image = image1;//显示图像
            }
        }

        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Color c1 = new Color();
            Bitmap box1 = new Bitmap(pictureBox1.Image);
            Bitmap box2 = new Bitmap(pictureBox1.Image);

            int rr,m,lev,wid;

            int[] lut = new int [256];
            int[,,]pic = new int[700,700,3];
            double dm;
            lev = 5;//设置灰度值
            wid = 180;//设置对比度值
            for (int x = 0; x<256;x +=1)
            {
                lut[x]=255;
            }
            for(int x = lev; x < (lev+wid); x++)
            {
                dm = ((double)(x-lev)/(double)wid) * 255f;
                lut[x] = (int)dm;
            }
            for(int i = 0;i<pictureBox1.Image.Width-1;i++)
            {
                for(int j = 0;j<pictureBox1.Image.Height-1;j++)
                {
                    c1 = box1.GetPixel(i,j);
                    m = (int)((c1.R+c1.G+c1.B)/3);
                    rr = lut[m];
                    Color c2 = Color.FromArgb(rr,rr,rr);
                    box2.SetPixel(i,j,c2);
                }
            }

                pictureBox2.Refresh();
                pictureBox2.Image = box2;
            }
        }
    }