C#图像处理技巧以及比VB.net的一些优势

早期的时候我使用的开发工具是vb6，VB6做图像处理的速度在我的软件Imageshop中有所体现，还是算可以的。目前，我已经改用C#来研究图像算法，C#中有指针，做图像处理起来效率确实要高不少。今天就我掌握的情况，在对VB.NET的图像处理做一个简单的描述。

首先，还是谈谈图像像素时数据获取方面吧，.net中的图像相关类基本上都是基于GDI+的，因此，图像数据的获取其实也是调用GDI+的一些函数。这个函数就是LockBits，在vb.net中彩色图像数据的快速获取 一文中，我们是调用了Marshal.Copy把LockBits锁定的内存数据拷贝到数据中，然后对数组中的值进行处理。这样做主要的原因是VB.NET不好直接访问内存（Marshal.ReadByte之类的函数不适合用于大型的循环中)。

那么，这就造成了2个不好的事情，第一：在同一时间需要2倍于图像数据量的内存，第二：内存数据拷贝到数据，以及处理后再把数组的数据拷贝会内存中都是会减低速度的。作为一种改进，我们应该充分利用LockBits的功能。LockBits中的LockMode中有一种模式为ImageLockMode.UserInputBuffer，该模式下需要用户先申请内存，然后在把图像数据按照相关格式填充如这个内存中。这样，就可以先定义个数组，然后把图像数据填充到这个数组中，就避免了来回拷贝的耗时了，简单示例代码如下：

Dim BmpData As New BitmapData
Stride = ((Bmp.Width * 3 + 3) And &HFFFFFFFC)
Dim PixleValue(Stride * Bmp.Height) As Byte
Dim Hanlde As GCHandle = GCHandle.Alloc(PixleValue, GCHandleType.Pinned)
BmpData.Scan0 = Hanlde.AddrOfPinnedObject() '取得字节数组的的第一个元素在内存中的地址，VB.NET没有了VB6.0的VarPtr函数了
BmpData.Stride = Stride 'Stide这一个字段也必须实现填充，这个需要按照像素格式来计算大小，必须为4的倍数
Bmp.LockBits(New Rectangle(0, 0, Bmp.Width, Bmp.Height), ImageLockMode.ReadWrite Or ImageLockMode.UserInputBuffer, PixelFormat.Format24bppRgb, BmpData)
Hanlde.Free()

这种调用模式下，BitmapData对象的Scan0和Stride必须由用户自行计算，其中Scan0为保存解码后的数据内存的地址。在VB.NET中获取数组内存地址的代码似乎比VB6复杂一些，这一点我也不是特别在行。

调用上述代码后，PixleValue就已经保存了图像的数据了。之后就是对图像数据进行各种各样的处理了。比如我们那前一段日子共享的色调均化的代码为例：

For Y = 0 To Height - 1
Speed = Y * Stride ' 定位到每个扫描行的第一个像素，以避免溶于数据的影响
For X = 0 To Width - 1
HistGram(PixleValue(Speed)) += 1 ' Blue
HistGram(PixleValue(Speed + 1)) += 1 ' Green
HistGram(PixleValue(Speed + 2)) += 1 ' Red
Speed += 3 ' 移向下一个像素
Next
Next
Num = 0
For Y = 0 To 255
Num = Num + HistGram(Y) ' 计算映射表
Lut(Y) = CByte(Math.Truncate(CSng(Num) / (Width * Height * 3) * 255))
Next
For Y = 0 To Height - 1
Speed = Y * Stride
For X = 0 To Width - 1
PixleValue(Speed) = Lut(PixleValue(Speed))
PixleValue(Speed + 1) = Lut(PixleValue(Speed + 1))
PixleValue(Speed + 2) = Lut(PixleValue(Speed + 2))
Speed += 3
Next
Next

执行速度比较：针对上述算法，我们只比较算法的执行部分的耗时。

测试语言            测试图像（512*384）耗时      测试图像（1024*768）耗时    测试图像（4000*3000）耗时  

       VB.NET            　　　　7ms　　　　　　　　　　　　  25ms　　　　　　　　　　　　　　178ms

        c# 指针　　　　　　　　4ms                                  16ms　　　　　　　　　　　　　　100ms

        c# 数组                     5ms                                  24ms　　　　　　　　　　　　　　139ms

上表中可以明显看出指针在速度上还是有明显的优势的，唯一值得注意的是，VB.NET的数组版要比C#的数组版的速度要慢，由于VB.NET中我不知道怎么样查看其对应的反汇编码，所以我还不清楚这是为什么。 

上述三种方案的代码下载：http://files.cnblogs.com/Imageshop/HistgramEqualize%28VB.NETandCsharp%29.rar

看来VB.NET确实不是图像处理方案的首选工具啊。

作者： laviewpbt 时间： 2013.4.07 联系QQ: 33184777 转载请保留本行信息