C＃ - 轉換8位或16位灰度原始像素數據

Question

我需要能夠將8位或16位灰度像素數據轉換為.NET框架可以支持的文件格式。

我可用的數據是寬度，高度，方向（左下角）和像素格式為4096灰度（12位分辨率），每像素2個字節。

因此，例如，每個像素的范圍從0到4096，並且每個像素是2個字節。

我已經嘗試使用PixelFormat.Format16bppGrayScale和Bitmap構造函數，它會引發GDI +異常。 我讀過的所有內容都說不支持這種格式，並且MSDN錯誤。

我想將此像素緩沖區轉換為.NET位圖格式（如Format32bppArgb），盡可能減少圖像質量損失。

誰知道怎么樣？

Answer 1

請參閱下面的示例，該示例預先計算查找表（LUT）並使用它來轉換每個像素。 此版本涵蓋您的12位案例; 對於8位代碼非常相似，但很難概括像素格式。

從12位GS到有效8位GS的轉換將丟失數據。 但是，您可以調整LUT表以聚焦較小范圍的輸入值，並獲得更好的對比度（例如DICOM窗口中心/窗口寬度 ）。

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

欺騙16b格式並使用ColorMatrix在顯示之前正確映射它。

我還沒有在Windows上對這種方法進行性能測試，但在其他平台（例如Android）上我需要高效的內存存儲並快速重新映射12b或16b數據中的不同范圍我已經很好地利用了這種技術。

我告訴它我的12 / 16b灰度數據真的是RGB565，所以它很高興序列化，反序列化和其他操作。 當我需要顯示時，我將它傳遞給ColorMatrix，它將適當的窗口映射到ARGB8888中的8b灰度。

如果有人想嘗試這個我會發布我的映射算法。

Answer 3

兩種可能的方式：

• 使用指向任意緩沖區的Bitmap構造函數 。 這要求您保留緩沖區直到布置位圖，但確實防止在內存中不必要地復制位圖數據。
• LockBits方法可用於獲取指向Bitmap數據的指針。 在這種情況下，像往常一樣構造一個具有所需尺寸和格式的Bitmap。 然后調用LockBits並將位圖數據復制到緩沖區中。 如果您的數據不是Bitmap構造函數可以直接接受的格式，因此需要某種自定義轉換，這會更慢，但是這是必要的。