没有 GetPixel 的索引 8bpp 图像和像素数组

Question

我需要在调色板中获取位图每个像素的索引（我有一个索引为 8bpp 的图像）。现在我使用以下方式：

List<byte> data = new List<byte>(); // indexes
List<Color> pixels = bitmap.Palette.Entries.ToList(); // palette

for (int i = 0; i <bitmap.Height; i++)
    for (int j = 0; j < bitmap.Width; j++)
        data.Add((byte)pixels[k].IndexOf(bitmap.GetPixel(j, i)));

但这种方式工作得非常慢，因为我使用了几张高分辨率图像。

我的问题是：

1）有没有办法加快循环过程得到每个像素的RGBA值？

2) 或许有更优化的方法来获取调色板中图像的颜色索引？

Answer 1

也许这样的事情会更快。推理，Getbits 和Setbits 非常慢，每个都在内部调用锁定位来锁定内部存储器。最好一次性全部完成

使用LockBits、unsafe、fixed 和Dictionary

为了测试结果，我使用了这张图片

• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7c/Adaptative_8bits_palette_sample_image.png

来自

• https://en.wikipedia.org/wiki/Indexed_color

我根据您的原始版本测试结果，它们是相同的

基准测试

----------------------------------------------------------------------------
Mode             : Release (64Bit)
Test Framework   : .NET Framework 4.7.1 (CLR 4.0.30319.42000)
----------------------------------------------------------------------------
Operating System : Microsoft Windows 10 Pro
Version          : 10.0.17134
----------------------------------------------------------------------------
CPU Name         : Intel(R) Core(TM) i7-2600 CPU @ 3.40GHz
Description      : Intel64 Family 6 Model 42 Stepping 7
Cores (Threads)  : 4 (8)      : Architecture  : x64
Clock Speed      : 3401 MHz   : Bus Speed     : 100 MHz
L2Cache          : 1 MB       : L3Cache       : 8 MB
----------------------------------------------------------------------------

测试 1

--- Random Set ------------------------------------------------------------
| Value    |   Average |   Fastest |    Cycles | Garbage | Test |    Gain |
--- Scale 1 ------------------------------------------------ Time 8.894 ---
| Mine1    |  5.211 ms |  4.913 ms |  17.713 M | 0.000 B | Pass | 93.50 % |
| Original | 80.107 ms | 75.131 ms | 272.423 M | 0.000 B | Base |  0.00 % |
---------------------------------------------------------------------------

完整代码

public unsafe byte[] Convert(string input)
{
   using (var bmp = new Bitmap(input))
   {
      var pixels = bmp.Palette.Entries.Select((color, i) => new {x = color,i})
                                      .ToDictionary(arg => arg.x.ToArgb(), x => x.i);

      // lock the image data for direct access
      var bits = bmp.LockBits(new Rectangle(0, 0, bmp.Width, bmp.Height), ImageLockMode.ReadWrite, PixelFormat.Format32bppPArgb);


      // create array as we know the size
      var data = new byte[bmp.Height * bmp.Width];

      // pin the data array
      fixed (byte* pData = data)
      {
         // just getting a pointer we can increment
         var d = pData;

         // store the max length so we don't have to recalculate it
         var length = (int*)bits.Scan0 + bmp.Height * bmp.Width;

         // Iterate through the scanlines of the image as contiguous memory by pointer 
         for (var p = (int*)bits.Scan0; p < length; p++, d++)

            //the magic, get the pixel, lookup the Dict, assign the values
            *d = (byte)pixels[*p];
      }

      // unlock the bitmap
      bmp.UnlockBits(bits);
      return data;
   }
}

总结

无论如何，我都不是图像专家，如果这不起作用，那么您的索引图像可能会有所不同，我不明白

更新

要检查像素格式，如果它有调色板，您可以使用以下方法

bmp.PixelFormat
bmp.Palette.Entries.Any()

更新2

Vlad i Slav 的工作解决方案如下

我需要将 PixelFormat.Format32bppPArgb 替换为 Format32bppArgb 和 添加此检查

if (pixels.ContainsKey(*p)) 
   *d = (byte)pixels[*p];
else 
   *d = 0;. 

还需要从调色板中获取不同的值，因为我一直 在那里给出一些错误。

Answer 2

如果你提前查看pixelformat，确定是PixelFormat.Format8bppIndexed，你可以直接在LockBits调用中使用bmp.PixelFormat，直接获取real像素值。这也避免了在调色板包含重复颜色的情况下得到错误的索引。

不过，你必须小心步幅； .Net 中图像中每一行的字节长度为rounded up to the next multiple of 4 bytes。例如，在宽度为 386 的图像上（如 your penguin），实际数据将是每行 388 个字节。这就是他们所说的“大步”。为了避免出现问题，而是得到完全紧凑的数据，复制每行的输入数据，在实际使用的行数据长度的块中，同时将读取的指针向前移动BitmapData 对象给出的完整步幅。

最小步幅通常计算为(bpp * width + 7) / 8。当然，对于 8 位图像，这将简单地等于宽度，因为它是每个像素 1 个字节，但我为它编写的函数支持任何位深度，甚至低于 8bpp，这就是它进行该计算的原因。

完整功能：

/// <summary>
/// Gets the raw bytes from an image.
/// </summary>
/// <param name="sourceImage">The image to get the bytes from.</param>
/// <param name="stride">Stride of the retrieved image data.</param>
/// <param name="collapseStride">Collapse the stride to the minimum required for the image data.</param>
/// <returns>The raw bytes of the image.</returns>
public static Byte[] GetImageData(Bitmap sourceImage, out Int32 stride, Boolean collapseStride)
{
    if (sourceImage == null)
        throw new ArgumentNullException("sourceImage", "Source image is null!");
    Int32 width = sourceImage.Width;
    Int32 height = sourceImage.Height;
    BitmapData sourceData = sourceImage.LockBits(new Rectangle(0, 0, width, height), ImageLockMode.ReadOnly, sourceImage.PixelFormat);
    stride = sourceData.Stride;
    Byte[] data;
    if (collapseStride)
    {
        Int32 actualDataWidth = ((Image.GetPixelFormatSize(sourceImage.PixelFormat) * width) + 7) / 8;
        Int64 sourcePos = sourceData.Scan0.ToInt64();
        Int32 destPos = 0;
        data = new Byte[actualDataWidth * height];
        for (Int32 y = 0; y < height; ++y)
        {
            Marshal.Copy(new IntPtr(sourcePos), data, destPos, actualDataWidth);
            sourcePos += stride;
            destPos += actualDataWidth;
        }
        stride = actualDataWidth;
    }
    else
    {
        data = new Byte[stride * height];
        Marshal.Copy(sourceData.Scan0, data, 0, data.Length);
    }
    sourceImage.UnlockBits(sourceData);
    return data;
}

在你的情况下，这可以像这样简单地调用：

if (image.PixelFormat == PixelFormat.Format8bppIndexed)
{
    Int32 stride;
    Byte[] rawData = GetImageData(image, out stride, true);
    // ... do whatever you want with that image data.
}

请注意，正如我在另一个答案的评论中所说，.Net 框架存在一个错误，该错误会阻止包含调色板透明度信息的 8 位 PNG 图像正确加载为 8 位。要解决该问题，请查看以下答案：

A: How to read 8-bit PNG image as 8-bit PNG image only?