C# 图像处理:将图像(24位真彩)转为 8位灰度图像 采用了内存法,大大提高了效率

/// <summary>
/// 将源图像灰度化，并转化为8位灰度图像。
/// </summary>
/// <param name="original"> 源图像。 </param>
/// <returns> 8位灰度图像。 </returns>
public static Bitmap RgbToGrayScale(Bitmap original)
{
if (original != null)
{
// 将源图像内存区域锁定
Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, original.Width, original.Height);
BitmapData bmpData = original.LockBits(rect, ImageLockMode.ReadOnly,
PixelFormat.Format24bppRgb);

// 获取图像参数
int width = bmpData.Width;
int height = bmpData.Height;
int stride = bmpData.Stride;  // 扫描线的宽度,比实际图片要大
int offset = stride - width * 3;  // 显示宽度与扫描线宽度的间隙
IntPtr ptr = bmpData.Scan0;   // 获取bmpData的内存起始位置的指针
int scanBytesLength = stride * height;  // 用stride宽度，表示这是内存区域的大小

// 分别设置两个位置指针，指向源数组和目标数组
int posScan = 0, posDst = 0;
byte[] rgbValues = new byte[scanBytesLength];  // 为目标数组分配内存
Marshal.Copy(ptr, rgbValues, 0, scanBytesLength);  // 将图像数据拷贝到rgbValues中
// 分配灰度数组
byte[] grayValues = new byte[width * height]; // 不含未用空间。
// 计算灰度数组

byte blue, green, red;

for (int i = 0; i < height; i++)
{
for (int j = 0; j < width; j++)
{

blue = rgbValues[posScan];
green = rgbValues[posScan + 1];
red = rgbValues[posScan + 2];
grayValues[posDst] = (byte)((blue + green+red)/3);
posScan += 3;
posDst++;

}
// 跳过图像数据每行未用空间的字节，length = stride - width * bytePerPixel
posScan += offset;
}

// 内存解锁
Marshal.Copy(rgbValues, 0, ptr, scanBytesLength);
original.UnlockBits(bmpData);  // 解锁内存区域

// 构建8位灰度位图
Bitmap retBitmap = BuiltGrayBitmap(grayValues, width, height);
return retBitmap;
}
else
{
return null;
}
}

/// <summary>
/// 用灰度数组新建一个8位灰度图像。
/// </summary>
/// <param name="rawValues"> 灰度数组(length = width * height)。 </param>
/// <param name="width"> 图像宽度。 </param>
/// <param name="height"> 图像高度。 </param>
/// <returns> 新建的8位灰度位图。 </returns>
private static Bitmap BuiltGrayBitmap(byte[] rawValues, int width, int height)
{
// 新建一个8位灰度位图，并锁定内存区域操作
Bitmap bitmap = new Bitmap(width, height, PixelFormat.Format8bppIndexed);
BitmapData bmpData = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, width, height),
ImageLockMode.WriteOnly, PixelFormat.Format8bppIndexed);

// 计算图像参数
int offset = bmpData.Stride - bmpData.Width;        // 计算每行未用空间字节数
IntPtr ptr = bmpData.Scan0;                         // 获取首地址
int scanBytes = bmpData.Stride * bmpData.Height;    // 图像字节数 = 扫描字节数 * 高度
byte[] grayValues = new byte[scanBytes];            // 为图像数据分配内存

// 为图像数据赋值
int posSrc = 0, posScan = 0;                        // rawValues和grayValues的索引
for (int i = 0; i < height; i++)
{
for (int j = 0; j < width; j++)
{
grayValues[posScan++] = rawValues[posSrc++];
}
// 跳过图像数据每行未用空间的字节，length = stride - width * bytePerPixel
posScan += offset;
}

// 内存解锁
Marshal.Copy(grayValues, 0, ptr, scanBytes);
bitmap.UnlockBits(bmpData);  // 解锁内存区域

// 修改生成位图的索引表，从伪彩修改为灰度
ColorPalette palette;
// 获取一个Format8bppIndexed格式图像的Palette对象
using (Bitmap bmp = new Bitmap(1, 1, PixelFormat.Format8bppIndexed))
{
palette = bmp.Palette;
}
for (int i = 0; i < 256; i++)
{
palette.Entries[i] = Color.FromArgb(i, i, i);
}
// 修改生成位图的索引表
bitmap.Palette = palette;

return bitmap;
}