vb.net中彩色映像資料的快速擷取

         一直以來，影像處理都是VB的禁區，主要的原因可能是因為她沒有指標，而映像的資料量通常都很大。其實，只要有正確的方法，VB同樣可以寫出高效而又快速的影像處理程式的。

        我並不是學影像處理這方面的。可以說，我的專業和映像毫不佔邊，但因老闆項目的需要，自學了一些圖形映像學方面的知識。網路像方面大部分的代碼都是用VC寫的，對於我這個對C系列語言不感冒的人來說實在是太痛苦了，好在關鍵的演算法部分還能夠馬馬乎乎的看懂，這樣在學習中也改寫了不少代碼，這裡想共用一些常用的演算法供大家研究。

       要處理一個映像，首先當然要獲得該映像的像素值，常見很多人直接用兩個迴圈中調用GetPixel 來得到資料(最初我也是），這個過程是相當耗時，在處理完畢後又調用SetPixel 來更新映像，而SetPixel呢，要進行座標系轉化、剪裁地區判斷、將顏色匹配為裝置支援的最接近的，最後還要根據不同的顏色格式定址、為將顏色寫入其所在位進行位元運算，速度可想而知了。

       在VB6.0,為了快速得到一副映像的資料，通常需要調用API函數GetDIBits，而在調用該函數前要做大量的準備工作(API聲明、BITMAPINFO資訊設定等），也有點煩躁，但在.net中提供了BitmapData類，再結合Marshal類的Copy方法可以快速地複製映像資料到一維數組中。

        因為我的項目中只對彩色映像進行處理，而且不涉及到特效，所以沒有考慮到Alpha通道。

       以下是映像的讀取和儲存部分的代碼：

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    '
    '  函數名   ：  ReadBitmap
    '  功能     ：  讀取映像資料
    '  參數     ：  Bmp          ------     Bitmap       待處理位元影像
    '               BmpData      ------     Byte         儲存映像的資料的數組（引用）
    '  作者     ：  laviewpbt
    '  時間     ：  2005-5-20  9：45
    '  修改者   ：
    '  修改時間 ：
    '
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    Public Shared Sub ReadBitmap(ByVal Bmp As Bitmap, ByRef BmpData() As Byte)
        Dim Data As BitmapData = Bmp.LockBits(New Rectangle(0, 0, Bmp.Width, Bmp.Height),                 ImageLockMode.ReadOnly, PixelFormat.Format24bppRgb)     '  將Bitmap對象鎖定到系統記憶體中
        Dim Stride As Integer = Data.Stride       '   掃描寬度
        Dim Scan0 As IntPtr = Data.Scan0        '   位元影像中第一個像素資料的地址
        Dim Number As Integer = Bmp.Height * Stride - 1    ' 映像資料元素的個數，注意.net中數組下標是從0開始的
        ReDim BmpData(Number)  
        Marshal.Copy(Scan0, BmpData, 0, Number)   ‘將記憶體Scan0後面Number位元組的資料拷貝到BmpData中
        Bmp.UnlockBits(Data)   ' 從系統記憶體解鎖Bitmap
   End Sub

 

 
  '  ******************************************************************************************
    '
    '  函數名   ：  WriteBitmap
    '  功能     ：  將資料寫入映像
    '  參數     ：  Bmp          ------     Bitmap       待處理位元影像
    '               BmpData      ------     Byte         儲存映像的資料的數組
    '  作者     ：  laviewpbt
    '  時間     ：  2005-5-20  9：49
    '  修改者   ：
    '  修改時間 ：
    '
    '  ******************************************************************************************

    Public Shared Sub WriteBitmap(ByVal Bmp As Bitmap, ByVal BmpData() As Byte)
        Dim Data As BitmapData = Bmp.LockBits(New Rectangle(0, 0, Bmp.Width, Bmp.Height), ImageLockMode.WriteOnly, PixelFormat.Format24bppRgb)   '  '  將Bitmap對象鎖定到系統記憶體中
        Dim stride As Integer = Data.Stride       '    掃描寬度
        Dim Scan0 As IntPtr = Data.Scan0         '   位元影像中第一個像素資料的地址
        Dim Number As Integer = Bmp.Height * stride - 1      ' 映像資料元素的個數
        Marshal.Copy(BmpData, 0, Scan0, Number)     '將BmpData中的資料拷貝到Scan0後面的Number位元組中
        Bmp.UnlockBits(Data)     ' 從系統記憶體解鎖Bitmap
    End Sub

       Marshal.Copy方法的使用大大加速了資料的擷取，Marshal類還提供了ReadByte，WriteByte之類的方法，但利用這種方的效率也將非常低下。

        對於一副1024*768的24位真彩色映像，利用上述函數讀取資料所用的時間是0豪秒（呵呵，當然不是了，估計要用QueryPerformanceCounter函數來得到這個值，順便說下我的機器配置:256MB記憶體，Pentium 3.0G），也就是說，映像資料擷取可以達到毫秒級，這樣，我們就可以把大部分設計的精力投入到演算法的設計中去。

        上面所擷取的資料是一維數組，而24真彩色映像用一三維BmpData(width-1,height-1,2）數組來表示是相當便於處理的，但是如何快速的把資料寫入到一三維數組中，我還沒有發現好辦法，Marshal.Copy方法只支援一維數組的資料複製，如果用For迴圈來做，也是一個很漫長的過程。我曾經試著用CopyMemory ，雖然可以將記憶體中一段資料拷貝到一多維陣列中，但數組中的資料的順序不符合要求。

       不過說明一點，同樣的資料計算量，用一維數組要比用多維資料的速度要快些，這是很明顯的，所以經過一番思想鬥爭，我決定還是用一維數組來處理，雖然在計算中有些難以理解計算式的意義。