c＃搜索圖像中的像素時，for循環性能低下

Question

當我使用下面的代碼時，如果找不到我在圖像中搜索的圖像，則在完成循環之前大約需要3-5秒。 當這是搜索時，程序的其余部分暫停，我的計時器不同步，看起來程序凍結了幾秒鍾。 圖像不是很大，“printscreen”約為344x354，“Ok”約為15x7。 我知道這是因為for循環，但有沒有更好的方法來做到這一點，或者我可以以某種方式除了程序的其余部分之外，他的程序部分，所以程序不會凍結幾秒鍾。

// Ok is the image I am searching for.
// printscreen is the image I am searching in.

Bitmap Ok = new Bitmap(Properties.Resources.popupok1);
int Count = 0;
for (int x = 0; x < printscreen.Width; x++)
{
    for (int y = 0; y < printscreen.Height; y++)
    {
        Count = 0;
        if (printscreen.GetPixel(x, y) == Ok.GetPixel(0, 0) && 
            printscreen.GetPixel(x + 1, y) == Ok.GetPixel(1, 0))
        {
            for (int OkX = 0; OkX <= Ok.Width; OkX++)
            {
                for (int OkY = 0; OkY <= Ok.Height; OkY++)
                {
                    try
                    {
                        if (printscreen.GetPixel(x + OkX, y + OkY) != Ok.GetPixel(OkX, OkY))
                        {
                            OkX = Ok.Width;
                            OkY = Ok.Height;
                        }
                        else
                        {
                            Count += 1;
                        }
                        if (Count == 105)
                        {
                            X = x;
                            Y = y;
                            OkX = Ok.Width;
                            OkY = Ok.Height;
                            x = printscreen.Width - 1;
                            y = printscreen.Height - 1;
                            Console.Add("Ok button found.");
                            Console.Add("");
                            ConsoleUpdate();
                        }
                    }
                    catch { }
                }
            }
        }
    }
}

Answer 1

性能問題是由GetPixels / SetPixels引起的，這是訪問.NET位圖中數據的一種非常慢的方式。 相反，我會研究Bitmap.LockBits方法來獲取指向位圖的指針並直接操作數據。 它會快一個數量級。

請參閱MSDN ：

以下代碼示例演示如何使用PixelFormat，Height，Width和Scan0屬性; LockBits和UnlockBits方法; 和ImageLockMode枚舉。 此示例旨在與Windows窗體一起使用。 要運行此示例，請將其粘貼到表單中，並通過調用LockUnlockBitsExample方法處理表單的Paint事件，並將e作為PaintEventArgs傳遞。

private void LockUnlockBitsExample(PaintEventArgs e)
{

    // Create a new bitmap.
    Bitmap bmp = new Bitmap("c:\\fakePhoto.jpg");

    // Lock the bitmap's bits.  
    Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, bmp.Width, bmp.Height);
    System.Drawing.Imaging.BitmapData bmpData = 
        bmp.LockBits(rect, System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadWrite,
        bmp.PixelFormat);

    // Get the address of the first line.
           IntPtr ptr = bmpData.Scan0;

    // Declare an array to hold the bytes of the bitmap.
    // This code is specific to a bitmap with 24 bits per pixels.
    int bytes = bmp.Width * bmp.Height * 3;
    byte[] rgbValues = new byte[bytes];

    // Copy the RGB values into the array.
    System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(ptr, rgbValues, 0, bytes);

    // Set every red value to 255.  
    for (int counter = 2; counter < rgbValues.Length; counter+=3)
        rgbValues[counter] = 255;

    // Copy the RGB values back to the bitmap
    System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(rgbValues, 0, ptr, bytes);

    // Unlock the bits.
    bmp.UnlockBits(bmpData);

    // Draw the modified image.
    e.Graphics.DrawImage(bmp, 0, 150);

}

如果你想要更快，而不是復制數組，操縱它並將其復制回來，你可以使用不安全的指針對位圖進行操作。 在這種情況下，內部部分將更改如下：

    // Lock the bitmap's bits.  
    Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, bmp.Width, bmp.Height);
    System.Drawing.Imaging.BitmapData bmpData = 
        bmp.LockBits(rect, System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadWrite,
        bmp.PixelFormat);

    // Get the address of the first line.
    IntPtr ptr = bmpData.Scan0;

    // Declare an array to hold the bytes of the bitmap.
    // This code is specific to a bitmap with 24 bits per pixels.
    int bytes = bmp.Width * bmp.Height * 3;
    unsafe
    {
        byte* rgbValues = (byte*)ptr;

        // Set every red value to 255.  
        for (int counter = 2; counter < bytes counter+=3)
            rgbValues[counter] = 255;
    } 

    // Unlock the bits.
    bmp.UnlockBits(bmpData);

請注意注意位圖的PixelFormat。 上面的例子假設它的每像素BGR為24位。 實際上，許多位圖都是BGRA（每像素32位），因此您需要按照每個像素的順序修改藍色，格力，紅色，Alpha四個字節。

Answer 2

使用新的新線程來處理圖像，你的程序在處理線程時不會凍結

Answer 3

這看起來像飢餓的algorytm。 再考慮一下並定義點，您可以放心地離開該功能。 例如，之后添加返回

Console.Add("Ok button found.");
Console.Add("");
ConsoleUpdate();
return;

我相信你可以找到更多可以離開的地方，因為你可以肯定，沒有什么可以找到的，或者你為什么要完成你的周期，即使你已經找到了你想要的東西？

或者也許你可以用不同的方式進行設置。 您可以從第一個像素掃描圖片開始，找到后，您可以檢查第二個，第三個像素等，如果第三個像素不正確，則需要返回並繼續。

因此，如果連一個像素都不正確，那么您只需要瀏覽一次。

換句話說，不要試圖比較兩個x * y區域，嘗試先比較像素，稍后再區域。 你應該能夠顯着減少時間。

Answer 4

我對圖像處理一無所知，你的問題似乎很普遍，有人可能已經開發了一個特定的算法。 但是，如果沒有，這是我的兩分錢：你的算法運行緩慢並不奇怪，如果兩個圖像的大小為W1xH1和W2xH2，那么在最壞的情況下你的運行時間是O(W1.H1.W2.H2) 。 平均情況要少得多，但仍然不夠快。

在字符串中搜索子字符串是您的任務的一維模擬，這是一個很好的研究問題。 您可能需要檢查Boyer-Moore字符串搜索算法，看看是否可以根據您的問題調整基本思路。

Answer 5

我在http://www.tmorley.net上放了一些初學者的教程。 這些解釋了使用C＃的圖像處理。 首先要做的是圖像文件（jpg，bmp等）立即將像素數據提取到數組中。 可以快速完成處理，然后將結果放回到位圖中以顯示或保存到光盤。