运用Visual C#完成基本数字图像处理

　　 3．给主窗体添加一个主菜单，该主菜单完成了一些基本的操作，包括"打开文件"、"保存文件"、"退出"、"翻转操作"、"灰度操作"、"增亮操作"等。前面三个操作完成图像文件的打开和保存以及程序的退出功能，相应的事件处理函数如下：

private void menuitemopen_click(object sender, system.eventargs e) { openfiledialog openfiledialog = new openfiledialog(); openfiledialog.filter = "bitmap文件(*.bmp)|*.bmp| jpeg文件(*.jpg)|*.jpg| 所有合适文件(*.bmp/*.jpg)|*.bmp/*.jpg"; openfiledialog.filterindex = 2 ; openfiledialog.restoredirectory = true ; if(dialogresult.ok == openfiledialog.showdialog()) { m_bitmap = (bitmap)bitmap.fromfile(openfiledialog.filename, false); this.autoscroll = true; this.autoscrollminsize=new size ((int)(m_bitmap.width),(int) m_bitmap.height)); this.invalidate(); } } 

　　 其中，m_bitmap为主窗体类的一个数据成员，声明为private system.drawing.bitmap m_bitmap;（注：因为程序中用到了相关的类，所以在程序文件的开始处应添加using system.drawing.imaging;）同时，在该类的构造函数中，我们必须先给它new一个bitmap对象：m_bitmap = new bitmap(2,2);上述代码中的this.invalidate();完成主窗体的重绘工作，它调用了主窗体的onpaint（）函数，结果就将打开的图像文件显示在主窗体上。

private void menuitemsave_click(object sender, system.eventargs e) { savefiledialog savefiledialog = new savefiledialog(); savefiledialog.filter = "bitmap文件(*.bmp)|*.bmp| jpeg文件(*.jpg)|*.jpg| 所有合适文件(*.bmp/*.jpg)|*.bmp/*.jpg"; savefiledialog.filterindex = 1 ; savefiledialog.restoredirectory = true ; if(dialogresult.ok == savefiledialog.showdialog()) { m_bitmap.save(savefiledialog.filename); } } 

　　 其中m_bitmap.save(savefiledialog.filename);一句完成了图像文件的保存，正是运用了gdi+的强大功能，我们只需这么一条简单的语句就完成了以前很大工作量的任务，所以合理运用.net中的新机制一定会大大简化我们的工作的。

private void menuitemexit_click(object sender, system.eventargs e) { this.close(); } 

　　 接下来，三个主要操作的事件处理函数如下：

private void menuiteminvert_click(object sender, system.eventargs e) { if(filters.invert(m_bitmap)) this.invalidate(); } private void menuitemgray_click(object sender, system.eventargs e) { if(filters.gray(m_bitmap)) this.invalidate(); } private void menuitembright_click(object sender, system.eventargs e) { parameter dlg = new parameter(); dlg.nvalue = 0; if (dialogresult.ok == dlg.showdialog()) { if(filters.brightness(m_bitmap, dlg.nvalue)) this.invalidate(); } } 

　　 三个函数中分别调用了相应的图像处理函数invert（）、gray（）、brightness（）等三个函数。这三个函数filters类中的三个类型为public的静态函数（含有static关键字），它们的返回值类型均是bool型的，根据返回值我们可以决定是否进行主窗体的重绘工作。

　　 invert（）、gray（）、brightness（）等三个函数均包含在filters类里面，invert（）函数的算法如下：

public static bool invert(bitmap b) { bitmapdata bmdata = b.lockbits(new rectangle(0, 0, b.width, b.height), imagelockmode.readwrite, pixelformat.format24bpprgb); int stride = bmdata.stride; system.intptr scan0 = bmdata.scan0; unsafe { byte * p = (byte *)(void *)scan0; int noffset = stride - b.width*3; int nwidth = b.width * 3; for(int y=0;y<b.height;++y) { for(int x=0; x < nwidth; ++x ) { p[0] = (byte)(255-p[0]); ++p; } p += noffset; } } b.unlockbits(bmdata); return true; } 

　　 该函数以及后面的函数的参数都是bitmap类型的，它们传值的对象就是程序中所打开的图像文件了。该函数中的bitmapdata类型的bmdata包含了图像文件的内部信息，bmdata的stride属性指明了一条线的宽度，而它的scan0属性则是指向图像内部信息的指针。本函数完成的功能是图像颜色的翻转，实现的方法即用255减去图像中的每个象素点的值，并将所得值设置为原象素点处的值，对每个象素点进行如此的操作，只到整幅图像都处理完毕。函数中的unsafe代码块是整个函数的主体部分，首先我们取得图像内部数据的指针，然后设置好偏移量，同时设置nwidth为b.width*3，因为每个象素点包含了三种颜色成分，对每个象素点进行处理时便要进行三次处理。接下来运用两个嵌套的for循环完成对每个象素点的处理，处理的核心便是一句：p[0] = (byte)(255-p[0]);。在unsafe代码块后，便可运用b.unlockbits(bmdata)进行图像资源的释放。函数执行成功，最后返回true值。注：由于是要编译不安全代码，所以得将项目属性页中的"允许不安全代码块"属性设置为true，图示如下：

　　 该函数实现的程序效果如下：

　　 （处理前）

　　 （处理后）

gray（）函数的算法如下：

public static bool gray(bitmap b) { bitmapdata bmdata = b.lockbits(new rectangle(0, 0, b.width, b.height), imagelockmode.readwrite, pixelformat.format24bpprgb); int stride = bmdata.stride; system.intptr scan0 = bmdata.scan0; unsafe { byte * p = (byte *)(void *)scan0; int noffset = stride - b.width*3; byte red, green, blue; for(int y=0;y<b.height;++y) { for(int x=0; x < b.width; ++x ) { blue = p[0]; green = p[1]; red = p[2]; p[0] = p[1] = p[2] = (byte)(.299 * red + .587 * green + .114 * blue); p += 3; } p += noffset; } } b.unlockbits(bmdata); return true; } 

　　 本函数完成的功能是对图像进行灰度处理，我们的基本想法可是将每个象素点的三种颜色成分的值取平均值。然而由于人眼的敏感性，这样完全取平均值的做法的效果并不好，所以在程序中我取了三个效果最好的参数：.299，.587，.114。不过在这里要向读者指明的是，在gdi+中图像存储的格式是bgr而非rgb，即其顺序为：blue、green、red。所以在for循环内部一定要设置好red、green、blue等变量的值，切不可颠倒。函数执行成功后，同样返回true值。

　　 该函数实现的程序效果如下：

　　 （处理前）

　　 （处理后）

brightness（）函数的算法如下：

public static bool brightness(bitmap b, int nbrightness) { if (nbrightness < -255 || nbrightness > 255) return false; bitmapdata bmdata = b.lockbits(new rectangle(0, 0, b.width, b.height), imagelockmode.readwrite, pixelformat.format24bpprgb); int stride = bmdata.stride; system.intptr scan0 = bmdata.scan0; int nval = 0; unsafe { byte * p = (byte *)(void *)scan0; int noffset = stride - b.width*3; int nwidth = b.width * 3; for(int y=0;y<b.height;++y) { for(int x=0; x < nwidth; ++x ) { nval = (int) (p[0] + nbrightness); if (nval < 0) nval = 0; if (nval > 255) nval = 255; p[0] = (byte)nval; ++p; } p += noffset; } } b.unlockbits(bmdata); return true; } 

　　 本函数完成的功能是对图像进行增亮处理，它比上面两个函数多了一个增亮参数－nbrightness，该参数由用户输入，范围为－255～255。在取得了增亮参数后，函数的unsafe代码部分对每个象素点的不同颜色成分进行逐个处理，即在原来值的基础上加上一个增亮参数以获得新的值。同时代码中还有一个防止成分值越界的操作，因为rgb成分值的范围为0～255，一旦超过了这个范围就要重新设置。函数最后执行成功后，同样得返回true值。

　　 该函数实现的程序效果如下：

　　 首先，我们把图像增亮的参数设置为100（其范围为－255～255），然后执行效果如下，读者也可尝试其他的参数值。

　　 （处理前）

　　 （处理后）

三．小结：