分析图像的颜色

Question

分析图像的颜色

sha*_*rgy 4 .net vb.net graphics gdi+ image

我剪掉了部分图像，并通过 12 个轨迹栏定义了 2 个颜色范围 (H/S/L)。我还有一个“精度/速度”滑块，范围从 1 到 10。

我需要分析图像的多少像素属于每个指定的颜色范围。
根据精度/速度滑块，我跳过一些行/像素。

它工作得很好，但太慢了。高精度（轨迹条值 = 1）时，大约需要 550 ms。
精度低但速度快（轨迹条值 = 10），大约需要 5 毫秒。

有没有办法加快这段代码的速度？理想情况下我需要它快 5 倍。

 For y As Integer = 0 To 395
    If y Mod 2 = 0 Then
        startpixel = tbval / 2
    Else
        startpixel = 0
    End If

    If y Mod tbval = 0 Then
        For x As Integer = 0 To 1370
            If x Mod tbval - startpixel = 0 Then
                analyzedpixels = analyzedpixels + 1

                Dim pColor As Color = crop.GetPixel(x, y)
                Dim h As Integer = pColor.GetHue
                Dim s As Integer = pColor.GetSaturation * 100
                Dim l As Integer = pColor.GetBrightness * 100

                'verify if it is part of the first color

                If h >= h1min And h <= h1max And s >= s1min And s <= s1max And l >= l1min And l <= l1max Then
                    color1pixels = color1pixels + 1
                End If

                If h >= h2min And h <= h2max And s >= s2min And s <= s2max And l >= l2min And l <= l2max Then
                    color2pixels = color2pixels + 1
                End If
            End If
        Next
    End If
Next

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编辑：

这是工作代码..

Dim rect As New Rectangle(0, 0, crop.Width, crop.Height)
Dim bdata As Imaging.BitmapData = crop.LockBits(rect, Imaging.ImageLockMode.ReadOnly, crop.PixelFormat)

Dim ptr As IntPtr = bdata.Scan0
Dim bytes As Integer = Math.Abs(bdata.Stride) * crop.Height
Dim rgbValues As Byte() = New Byte(bytes - 1) {}
System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(ptr, rgbValues, 0, bytes)

For i As Integer = 0 To crop.Height - 1

    If i Mod 2 = 0 Then
        startpixel = tbval / 2
    Else
        startpixel = 0
    End If

    If i Mod tbval = 0 Then
        For j As Integer = 0 To crop.Width - 1
            If j Mod tbval - startpixel = 0 Then

                analyzedpixels = analyzedpixels + 1
                Dim position = (bdata.Stride * i) + j * 4
                Dim c = Color.FromArgb(BitConverter.ToInt32(rgbValues, position))
                Dim h As Integer = c.GetHue
                Dim s As Integer = c.GetSaturation * 100
                Dim l As Integer = c.GetBrightness * 100

                If h >= h1min And h <= h1max And s >= s1min And s <= s1max And l >= l1min And l <= l1max Then
                    color1pixels = color1pixels + 1
                End If

                If h >= h2min And h <= h2max And s >= s2min And s <= s2max And l >= l2min And l <= l2max Then
                    color2pixels = color2pixels + 1
                End If
            End If
            stride += 4
        Next
    End If
Next

crop.UnlockBits(bdata)

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Answer 1

Jim*_*imi 5

当对位图的颜色数据执行顺序操作时，Bitmap.LockBits方法可以显着提高性能，因为位图数据只需在内存中加载一次，这与顺序 GetPixel/SetPixel 调用不同：每次调用都会加载一个内存中的 Bitmap 数据的部分部分然后将其丢弃，以在再次调用这些方法时重复该过程。

如果需要对 GetPixel/SetPixel 进行一次调用，这些方法可能比Bitmap.LockBits(). 但是，在这种情况下，实际上性能并不是一个因素。

Bitmap.LockBits()工作原理：

这是函数调用：

public BitmapData LockBits (Rectangle rect, ImageLockMode flags, PixelFormat format);
// VB.Net
Public LockBits (rect As Rectangle, flags As ImageLockMode, format As PixelFormat) As BitmapData

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rect As Rectangle：该参数指定我们感兴趣的Bitmap数据部分；该部分的字节将被加载到内存中。它可以是位图的整个大小，也可以是位图的较小部分。
flags As ImageLockMode：指定要执行的锁定类型。对存储器的访问可以限制为读或写，或者允许并发读/写操作。
它还可用于指定（设置ImageLockMode.UserInputBuffer）BitmapData对象由调用代码提供。
该BitmapData对象定义了一些位图属性（Width以及Height位图的扫描线宽度（：构成单行像素的字节数，由乘以每个像素的字节数Stride表示，四舍五入为 4-字节边界。请参阅有关)Bitmap.Width的注释。BitmapData.Scan0属性是指向存储位图数据的初始内存位置的指针 ( )。此属性允许指定预先存在的位图数据缓冲区已存在的内存位置存储。当使用指针在进程之间交换位图数据时，它变得有用。请注意，MSDN 文档令人困惑（如果不是错误的话）。 Stride
IntPtr

ImageLockMode.UserInputBuffer
format As PixelFormat：用于描述单个像素颜色的格式。实际上，它转换为用于表示颜色的字节数。
当时PixelFormat = Format24bppRgb，每个颜色由 3 个字节（RGB 值）表示。对于PixelFormat.Format32bppArgb，每个颜色由 4 个字节表示（RGB 值 + Alpha）。
索引格式，如，指定每个字节值是调色板Format8bppIndexed条目的索引。它是位图信息的一部分，除非像素格式为：在这种情况下，每个值都是系统颜色表中的一个条目。如果未指定，新 Bitmap 对象的默认值为, 或。 PalettePixelFormat.Indexed
PixelFormatPixelFormat.Format32bppArgbPixelFormat.Canonical

关于跨步的重要注意事项：

如前所述，Stride（也称为扫描线）表示组成单行像素的字节数。由于硬件对齐要求，它始终向上舍入为 4 字节边界（4 的整数倍）。

Stride =  [Bitmap Width] * [bytes per Color]
Stride += (Stride Mod 4) * [bytes per Color]

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这就是为什么我们总是使用使用创建的位图的原因之一PixelFormat.Format32bppArgb：位图Stride总是已经与所需的边界对齐。

如果位图的格式改为 （每种颜色 3 个字节）怎么办？ PixelFormat.Format24bppRgb

如果位图Width乘以每像素字节数不是的倍数4，则将Stride用 s 填充0以填补空白。

大小的位图(100 x 100)在 32 位和 24 位格式中都没有填充：

100 * 3 = 300 : 300 Mod 4 = 0 : Stride = 300 100 * 4 = 400 : 400 Mod 4 = 0 : Stride = 400
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对于大小为 Bitmap 的情况会有所不同(99 x 100)：

99 * 3 = 297 : 297 Mod 4 = 1 : Stride = 297 + ((297 Mod 4) * 3) = 300 99 * 4 = 396 : 396 Mod 4 = 0 : Stride = 396
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24 位位图的Stride被填充添加 3 个字节（设置为0）以填充边界。

当我们检查/修改通过坐标访问单个像素的内部值时，这不是问题，类似于 SetPixel/GetPixel 的操作方式：始终会正确找到像素的位置。

(98, 70)假设我们需要检查/更改大小为的位图中位置处的像素(99 x 100)。
仅考虑每个像素的字节数。Buffer内的像素位置为：

[Bitmap] = new Bitmap(99, 100, PixelFormat = Format24bppRgb) [Bytes x pixel] = Image.GetPixelFormatSize([Bitmap].PixelFormat) / 8 [Pixel] = new Point(98, 70) [Pixel Position] = ([Pixel].Y * [BitmapData.Stride]) + ([Pixel].X * [Bytes x pixel]) [Color] = Color.FromArgb([Pixel Position] + 2, [Pixel Position] + 1, [Pixel Position])
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将像素的垂直位置乘以扫描线的宽度，缓冲区内的位置将始终是正确的：计算中包含填充的大小。
下一个位置的像素颜色(0, 71)将返回预期结果：

顺序读取颜色字节时会有所不同。
第一个扫描行将返回直到最后一个像素（最后 3 个字节）的有效结果：接下来的 3 个字节将返回用于舍入的字节值Stride，全部设置为0。

这或许也不是问题。例如，应用过滤器时，表示像素的每个字节序列都会使用过滤器矩阵的值进行读取和修改：我们只需修改 3 个字节的序列，在渲染位图时不会考虑该序列。

但如果我们正在搜索特定的像素序列，这确实很重要：读取不存在的像素颜色可能会损害结果和/或使算法不平衡。
对位图颜色执行统计分析时也是如此。

当然，我们可以在循环中添加一个检查：if [Position] Mod [BitmapData].Width = 0 : continue。
但这会为每次迭代添加新的计算。

实际操作

简单的解决方案（更常见的解决方案）是创建一个格式为的新位图PixelFormat.Format32bppArgb，因此Stride将始终正确对齐：

Imports System.Drawing Imports System.Drawing.Imaging Imports System.Runtime.InteropServices Private Function CopyTo32BitArgb(image As Image) As Bitmap Dim imageCopy As New Bitmap(image.Width, image.Height, PixelFormat.Format32bppArgb) imageCopy.SetResolution(image.HorizontalResolution, image.VerticalResolution) For Each propItem As PropertyItem In image.PropertyItems imageCopy.SetPropertyItem(propItem) Next Using g As Graphics = Graphics.FromImage(imageCopy) g.DrawImage(image, New Rectangle(0, 0, imageCopy.Width, imageCopy.Height), New Rectangle(0, 0, image.Width, image.Height), GraphicsUnit.Pixel) g.Flush() End Using Return imageCopy End Function
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这会生成具有相同 DPI 定义的字节兼容位图；Image.PropertyItems也是从源图像复制的。

为了测试它，让我们将棕褐色色调滤镜应用于图像，使用它的副本来执行位图数据所需的所有修改：

Public Function BitmapFilterSepia(source As Image) As Bitmap Dim imageCopy As Bitmap = CopyTo32BitArgb(source) Dim imageData As BitmapData = imageCopy.LockBits(New Rectangle(0, 0, source.Width, source.Height), ImageLockMode.ReadOnly, PixelFormat.Format32bppArgb) Dim buffer As Byte() = New Byte(Math.Abs(imageData.Stride) * imageCopy.Height - 1) {} Marshal.Copy(imageData.Scan0, buffer, 0, buffer.Length) Dim bytesPerPixel = Image.GetPixelFormatSize(source.PixelFormat) \ 8; Dim red As Single = 0, green As Single = 0, blue As Single = 0 Dim pos As Integer = 0 While pos < buffer.Length Dim color As Color = Color.FromArgb(BitConverter.ToInt32(buffer, pos)) ' Dim h = color.GetHue() ' Dim s = color.GetSaturation() ' Dim l = color.GetBrightness() red = buffer(pos) * 0.189F + buffer(pos + 1) * 0.769F + buffer(pos + 2) * 0.393F green = buffer(pos) * 0.168F + buffer(pos + 1) * 0.686F + buffer(pos + 2) * 0.349F blue = buffer(pos) * 0.131F + buffer(pos + 1) * 0.534F + buffer(pos + 2) * 0.272F buffer(pos + 2) = CType(Math.Min(Byte.MaxValue, red), Byte) buffer(pos + 1) = CType(Math.Min(Byte.MaxValue, green), Byte) buffer(pos) = CType(Math.Min(Byte.MaxValue, blue), Byte) pos += bytesPerPixel End While Marshal.Copy(buffer, 0, imageData.Scan0, buffer.Length) imageCopy.UnlockBits(imageData) imageData = Nothing Return imageCopy End Function
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Bitmap.LockBits并不总是可用的最佳选择。使用ColorMatrix
类也可以非常轻松地执行应用滤镜的相同过程，该类允许仅使用简单的 float () 值数组将矩阵转换应用于位图。 5x5Single

例如，让我们使用该类ColorMatrix和众所周知的5x5矩阵来应用灰度滤镜：

Public Function BitmapMatrixFilterGreyscale(source As Image) As Bitmap ' A copy of the original is not needed but maybe desirable anyway ' Dim imageCopy As Bitmap = CopyTo32BitArgb(source) Dim filteredImage = New Bitmap(source.Width, source.Height, source.PixelFormat) filteredImage.SetResolution(source.HorizontalResolution, source.VerticalResolution) Dim grayscaleMatrix As New ColorMatrix(New Single()() { New Single() {0.2126F, 0.2126F, 0.2126F, 0, 0}, New Single() {0.7152F, 0.7152F, 0.7152F, 0, 0}, New Single() {0.0722F, 0.0722F, 0.0722F, 0, 0}, New Single() {0, 0, 0, 1, 0}, New Single() {0, 0, 0, 0, 1} }) Using g As Graphics = Graphics.FromImage(filteredImage), attributes = New ImageAttributes() attributes.SetColorMatrix(grayscaleMatrix) g.DrawImage(source, New Rectangle(0, 0, source.Width, source.Height), 0, 0, source.Width, source.Height, GraphicsUnit.Pixel, attributes) End Using Return filteredImage End Function
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归档时间：	6 年，5 月前
查看次数：	676 次
最近记录：	3 年，11 月前