c# -转换8位或16位灰度原始像素数据

Question

我需要能够将8位或16位灰度像素数据转换成。net框架可以支持的文件格式。

我有可用的数据是宽度，高度，方向(左下)和像素格式为4096灰度(12位分辨率)，每像素2字节。

例如，每个像素的范围从0到4096，每个像素是2个字节。

我已经尝试过使用PixelFormat。Format16bppGrayScale与位图构造函数，它抛出一个GDI+异常。我读到的所有东西都说这种格式是不支持的，MSDN是错误的。

我想把这个像素缓冲区转换成。net位图格式(如Format32bppArgb)，尽可能少的图像质量损失。

有人知道怎么做吗?

Answer 1

请参阅下面的示例，该示例预先计算了一个查找表(LUT)并使用它来转换每个像素。这个版本涵盖了你的12位情况;对于8位代码是非常相似的，但很难泛化跨像素格式。

从12位GS转换到有效的8位GS会丢失数据。但是，您可以调整LUT表，以聚焦于具有更好对比度的较小范围的输入值(例如DICOM窗口中心/窗口宽度)。

class Program
{
    static void Main( string[] args )
    {
        // Test driver - create a Wedge, convert to Bitmap, save to file
        //
        int width = 4095;
        int height = 1200;
        int bits = 12;
        byte[] wedge = Wedge( width, height, bits );
        Bitmap bmp = Convert( wedge, width, height, bits );
        string file = "wedge.png";
        bmp.Save( file );
        Process.Start( file );
    }
    static Bitmap Convert( byte[] input, int width, int height, int bits )
    {
        // Convert byte buffer (2 bytes per pixel) to 32-bit ARGB bitmap
        var bitmap = new Bitmap( width, height, PixelFormat.Format32bppArgb );
        var rect = new Rectangle( 0, 0, width, height );
        var lut = CreateLut( bits );
        var bitmap_data = bitmap.LockBits( rect, ImageLockMode.WriteOnly, bitmap.PixelFormat );
        ConvertCore( width, height, bits, input, bitmap_data, lut );
        bitmap.UnlockBits( bitmap_data );
        return bitmap;
    }
    static unsafe void ConvertCore( int width, int height, int bits, byte[] input, BitmapData output, uint[] lut )
    {
        // Copy pixels from input to output, applying LUT
        ushort mask = (ushort)( ( 1 << bits ) - 1 );
        int in_stride = output.Stride;
        int out_stride = width * 2;
        byte* out_data = (byte*)output.Scan0;
        fixed ( byte* in_data = input )
        {
            for ( int y = 0; y < height; y++ )
            {
                uint* out_row = (uint*)( out_data + ( y * in_stride ) );
                ushort* in_row = (ushort*)( in_data + ( y * out_stride ) );
                for ( int x = 0; x < width; x++ )
                {
                    ushort in_pixel = (ushort)( in_row[ x ] & mask );
                    out_row[ x ] = lut[ in_pixel ];
                }
            }
        }
    }
    static uint[] CreateLut( int bits )
    {
        // Create a linear LUT to convert from grayscale to ARGB
        int max_input = 1 << bits;
        uint[] lut = new uint[ max_input ];
        for ( int i = 0; i < max_input; i++ )
        {
            // map input value to 8-bit range
            //
            byte intensity = (byte)( ( i * 0xFF ) / max_input );
            // create ARGB output value A=255, R=G=B=intensity
            //
            lut[ i ] = (uint)( 0xFF000000L | ( intensity * 0x00010101L ) );
        }
        return lut;
    }
    static byte[] Wedge( int width, int height, int bits )
    {
        // horizontal wedge
        int max = 1 << bits;
        byte[] pixels = new byte[ width * height * 2 ];
        for ( int y = 0; y < height; y++ )
        {
            for ( int x = 0; x < width; x++ )
            {
                int pixel = x % max;
                int addr = ( ( y * width ) + x ) * 2;
                pixels[ addr + 1 ] = (byte)( ( pixel & 0xFF00 ) >> 8 );
                pixels[ addr + 0 ] = (byte)( ( pixel & 0x00FF ) );
            }
        }
        return pixels;
    }
}

Answer 2

伪造一个16b格式&使用ColorMatrix在显示前正确映射。

我还没有在Windows上做过这种方法的性能测试，但在其他平台(例如Android)上，我需要高效的内存存储和快速重新映射12b或16b数据的不同范围，我已经很好地利用了这种技术。

我告诉它我的12/16b灰度数据实际上是RGB565，所以它很高兴序列化，反序列化&其他操作。当我需要显示时，我通过一个ColorMatrix将适当的窗口映射到ARGB8888中的8b灰度。

如果有人想尝试这个，我会张贴我的映射算法。

Answer 3

两种可能的方法:

• 使用位图构造函数指向任意缓冲区。这需要你保持缓冲区直到位图被清除，但是可以防止不必要的位图数据在内存中复制。
• LockBits方法可用于获取指向位图数据的指针。在这种情况下，像往常一样使用所需的尺寸和格式构造位图。然后调用LockBits并将位图数据复制到缓冲区中。这将会比较慢，但是如果你的数据不是位图构造函数可以直接接受的格式，因此需要某种自定义转换，这是必要的。