编成放大图片像素的方法

要处理一个图像，首先要获得该图像的像素值，而VB本身提供的PICTURE控件虽然可以打开很多类型的图片，但是它提供的那个POINT方法读取像素实在是太慢。而使用GetPixel这个API的速度也快不到哪里去，因为PIONT方法本身就是对于GetPixel的一个包装。

在VB中要快速获取一幅在PICTURE中打开的图像比较快速的方法是使用DIB方法，当然还有DDB方法，不过使用DDB方法还需要考虑不同颜色深度的图像的分别处理，在程序的实现上要相对复杂，而使用DIB方法则不必，并且在处理速度上比DDB方法也慢的有限。

过程一：获得一个在PICTURE控件中打开的图像的所有像素。

Public Sub DibGet(ByVal IdSource As Long, XBegin As Long, ByVal YBegin As Long, ByVal XEnd As Long, ByVal YEnd As Long) Dim iBitmap As Long Dim iDC As Long Dim I As LongDim Dim W As Long Dim H As Long On Error GoTo ErrLine Done = False TimeGet = timeGetTime InPutWid = XEnd - XBegin InPutHei = YEnd - YBegin W = InPutWid + 1 H = InPutHei + 1 I = (Bits \\ 8) - 1 ReDim ColVal(I, InPutWid, InPutHei) With bi24BitInfo.bmiHeader .biBitCount = Bits .biCompression = 0& .biPlanes = 1 .biSize = Len(bi24BitInfo.bmiHeader) .biWidth = W .biHeight = H End With iBitmap = GetCurrentObject(IdSource, 7&) GetDIBits IdSource, iBitmap, 0&, H, ColVal(0, 0, 0), bi24BitInfo, 0& DeleteObject iBitmap Done = True TimeGet = timeGetTime - TimeGetExit Sub ErrLine: MsgBox \"错误号：\" & Err.Number & \"：\" & Err.Description

End Sub

在这个过程中所用到的只是一些参数的设定和API的调用，不涉及算法。

过程二：图像输出的过程：

Public Sub DIBPut(ByVal IdDestination As Long) Dim W As Long Dim H As Long On Error GoTo ErrLine Done = False TimePut = timeGetTime W = OutPutWid + 1 H = OutPutHei + 1 With bi24BitInfo.bmiHeader .biWidth = W .biHeight = H LineBytes = ((W * Bits + 31) And &HFFFFFFE0) \\ 8 .biSizeImage = LineBytes * H End With SetDIBitsToDevice IdDestination, 0, 0, W, H, 0, 0, 0, H, ColOut(0, 0, 0), bi24BitInfo.bmiHeader, 0 Done = True TimePut = timeGetTime - TimePut Exit Sub ErrLine: MsgBox Err.Description End Sub 下面解释一下在过程中到的全局变量和数据结构，以及API的定义。 API定义： 删除一个DC Private Declare Function DeleteDC Lib \"gdi32\" (ByVal hdc As Long) As Long 删除一个对象

Private Declare Function DeleteObject Lib \"gdi32\" (ByVal hObject As Long) As Long 选择当前对象 Private Declare Function GetCurrentObject Lib \"gdi32\" (ByVal hdc As Long, ByVal uObjectType As Long) As Long 获取DIB Private Declare Function GetDIBits Lib \"gdi32\" (ByVal aHDC As Long, ByVal hBitmap As Long, ByVal nStartScan As Long, ByVal nNumScans As Long, lpBits As Any, lpBI As BitMapInfo, ByVal wUsage As Long) As Long 获取系统时间 Private Declare Function timeGetTime Lib \"winmm.dll\" () As Long 数据结构定义： Private Type BitMapInfoHeader '文件信息头——BITMAPINFOHEADER biSize As Long biWidth As Long biHeight As Long biPlanes As Integer biBitCount As Integer biCompression As Long biSizeImage As Long biXPelsPerMeter As Long biYPelsPerMeter As Long biClrUsed As Long biClrImportant As Long End Type Private Type RGBQuad rgbBlue As Byte rgbGreen As Byte rgbRed As Byte 'rgbReserved As Byte End Type Private Type BitMapInfo bmiHeader As BitMapInfoHeader

bmiColors As RGBQuad End Type 这三个数据结构都是在DIB中不可缺少的。我们不必深究，只是按照顺序复制粘贴直接使用就是了。 过程中用到的全局变量： Private Const Bits As Long = 32 '颜色深度，这里把所有图像都按照32位来处理 Public Done As Boolean '用于标记一个过程是否结束 Public TimeGet As Long '用于记录输入过程处理所花费的时间 Public TimePut As Long '用于记录输出过程处理所花费的时间 Dim ColVal() As Byte '用于存放从DIB输入的像素值 Dim ColOut() As Byte '用于存放向DIB输出的像素值 Dim InPutHei As Long '用于记录输入图像的高度 Dim InPutWid As Long '用于记录输入图像的宽度 Dim bi24BitInfo As BitMapInfo '定义BMP信息 可以看出，我在输入和输出中使用了两个不同的动态数组ColVal()和ColOut()，这么做是有道理的，因为我们不只是为了输入和输出图像，中间还要对像素进行处理。包括图像缩放、色彩调整、锐化、柔化等等处理，使用两个不同的数组来分别存放数据更有利于程序的实现。 有些性急的朋友说不定已经把程序贴到工程里试用了，可是会发现根本不能输出图像。这是因为当你用DIBGET获得的图像还在ColVal() 中呢，需要把它们放到ColOut()这个数组中去，DIBPUT这个过程才能起作用。 这里再给出一个用于数组整体移动数据的过程： Public Sub CopyData(ByVal W As Long, ByVal H As Long) Dim Length As Long Dim I As Long Dim L As Long I = Bits \\ 8 L = I - 1 Length = (W + 1&) * (H + 1&) * I ReDim ColOut(L, W, H) CopyMemory ColOut(0, 0, 0), ColVal(0, 0, 0), Length End sub API定义： Private Declare Sub CopyMemory Lib \"kernel32\" Alias \"RtlMoveMemory\" (pDest As Any, pSrc As Any, ByVal ByteLen As Long) 这时，我们就可以来试一下效果了： 把你的显示器调到32位色。 将前面的所有API和变量定义全部贴到一个新建的模块里 新建一个窗体，加两个PICTURE控件：pictrue1 ,picture2 一个按钮command1 在pictrue1中加载一个图片 在command1中写如下代码： sub command1_click() With picture1 .ScaleMode=3 .BorderStyle=0 DibGet .hdc,0,0,.scalewidth,.scaleheight End With CopyData InPutHei ,InPutWid picture2.AutoRedraw=True DibPut picture2.hdc picture2.refresh end sub 运行一下，按钮按下，pictreu1中的图片就立刻显示到了picture2中。 这时，你可能会说，弄了这么半天就贴个图？用PaintPicture不是就可以了吗？ 不错，如果只是要贴个图，确实不用这么麻烦，可是，我们后面要说的图像处理部分将会用到前门得到的像素值。所以，这只是一个开始，我真正要讲的东西还在后面呢。请大家继续关注。 前面讲到了二次线性插值的使用。这一篇来给大家讲一下关于锐化、柔化、扩散、雕刻这几个滤镜的实现。

一、锐化

锐化的算法很简单，就是比较相邻的几个像素，把当前像素加上和周围的像素的差就可以了。这里我给出一个示例：

A B C D E F G H I J K L M N O P

假设有一个图片，4*4，共16个像素，分别用A－－L来代表。我们先观察这个图片，只有中间的F,G,J,K这四个像素的“邻居”是全的。

为了简便起见，我们只处理这4个像素，因为在实际的图片中由于图片的大小都很多像素组成，所以周围的一圈像素不做处理不会影响到最终的效果。

先计算差值:

Delta= F - (A+B+C+E+G+I+J+K) / 8 (A+B+C+E+G+I+J+K) / 8就是F周围的像素的平均值，

将这个平均值乘以一个系数再加到F上，就得到了一个新的F值：

F=F + Delta * Alpha

这个系数Alpha就是锐化度，改变这个系数就能得到不同的锐化效果。不过一般都是取得比较小的，如：0.3

于是，我们只要使用两个循环来遍历整个图片的像素值（去除边界）就能得到一个锐化的效果了。

但是大家或许会发现在处理后面几个点的时候，前面的点的值已经不是原来的值了，比如处理G的时候，需要用到F的值，而F则已经被改变，并且F的改变又和G的值有关系，这样就会变成一种循环引用。为了避免整个问题，这里给出一个改良的方法：

A B C D E F G H I J K L M N O P

我们从A点开始做，将差值计算方法改成:

Delta= A - (B+E+F) / 3 F=F + Delta * Alpha

按照从左到右，从上到下的顺序来扫描所有像素，这时在计算中就不会遇到已经被处理过的像素了，并且因为减少了参和运算的像素，整个处理过程也得以加快。

按照我们在《VB图像处理之像素的获取和输出》中已经得到的像素数组。我们可以这样写：

Public Sub Sharp(Optional ByVal SharpDgree As Single = 0.3) Dim X As Long

Dim Y As Long Dim Ix As Long Dim Iy As Long Dim Diff As Long Dim Diff1 As Long Dim Div1 As Single Dim Div2 As Single Dim Max As Long On Error GoTo ErrLine Max = 255 Done = False TimeFilter = timeGetTime TemplateSize = 1 Sensitivity = Sensitivity * 9 Div1 = 1 + SharpDgree Div2 = -SharpDgree / 3 For X = 0 To OutPutWid - 1 For Y = 0 To OutPutHei -1 RR = ColOut(0, X, Y) * Div1 GG = ColOut(1, X, Y) * Div1 BB = ColOut(2, X, Y) * Div1 Ix = X + 1 Iy = Y + 1 R = ColOut(0, Ix, Iy) R = R + ColOut(0, X, Iy) + ColOut(0, Ix, Y) G = ColOut(1, Ix, Iy) G = G + ColOut(1, X, Iy) + ColOut(1, Ix, Y) B = ColOut(2, Ix, Iy) B = B + ColOut(2, X, Iy) + ColOut(2, Ix, Y) R = R * Div2 G = G * Div2 B = B * Div2 RR = RR + R GG = GG + G BB = BB + B If RR < 0 Then RR = 0 If RR > Max Then RR = Max If GG < 0 Then GG = 0 If GG > Max Then GG = Max If BB < 0 Then BB = 0 If BB > Max Then BB = Max ColOut(0, X, Y) = RR ColOut(1, X, Y) = GG

ColOut(2, X, Y) = BB Next Next Done = True TimeFilter = timeGetTime - TimeFilter Exit Sub ErrLine: Done = True MsgBox Err.Description End Sub

因为在计算新的像素的过程中会出现新的值大于255或小于0的情况，因此必须在计算完成后判断。

所用到的全局变量：

Public TimeFilter As Long '用于记录滤镜处理所花费的时间 Dim RR As Long '用于保存红色分量 Dim GG As Long '用于保存绿色分量 Dim BB As Long '用于保存蓝色分量

原图：

锐化效果：

1 2 下一页 上次讲到了用DIB方法来获取图像的像素。从这次开始将如果运用已经得到的像素来处理图像。 图像插值放大的方法有很多，最主要的有二次线性插值和三次线性插值这两种。这次我把自己的程序中所用的二次线性插值的算法公布给大家，希望对各位要使用VB写类似程序的朋友有所帮助。 程序中用到的API、数据类型、全局变量的定义请参考上一篇：《VB实现图像在数据库的存储和显示》 Public Sub ZoomImage(ByVal OutPutWidth As Long, ByVal OutputHeight As Long) Dim I As Long Dim L As Long Dim X As Long Dim Y As Long Dim Xb As Long Dim Yb As Long Dim Xe As Long Dim Ye As Long Dim M As Integer Dim N As Integer Dim CurR As Long Dim CurG As Long Dim CurB As Long Dim NxtR As Integer Dim NxtG As Integer

Dim NxtB As Integer Dim DR As Single Dim DG As Single Dim DB As Single Dim DRt As Single Dim DGt As Single Dim DBt As Single Dim Xratio As Single Dim Yratio As Single Dim CurStep As Single Dim NxtStep As Single Dim NegN As Single On Error GoTo ErrLine If Not CanZoom Then Exit Sub Done = False OutPutWid = OutPutWidth - 1 OutPutHei = OutputHeight - 1 I = (Bits \\ 8) - 1 ReDim ColTmp(I, InPutWid, OutPutHei) '先从Y方向进行缩放处理，结果保存在此中间数组内 ReDim ColOut(I, OutPutWid, OutPutHei) Xratio = OutPutWid / InPutWid Yratio = OutPutHei / InPutHei TimeZoom = timeGetTime NegN = 1 / Int(Yratio + 1) For X = 0 To InPutWid CurR = ColVal(0, X, 0) CurG = ColVal(1, X, 0) CurB = ColVal(2, X, 0) CurStep = 0 NxtStep = 0 For Y = 0 To InPutHei - 1 NxtStep = CurStep + Yratio Yb = CurStep

Ye = NxtStep N = Ye - Yb ColTmp(0, X, Yb) = CurR ColTmp(1, X, Yb) = CurG ColTmp(2, X, Yb) = CurB M = Y + 1 NxtR = ColVal(0, X, M) NxtG = ColVal(1, X, M) NxtB = ColVal(2, X, M) If N > 1 Then DRt = (NxtR - CurR) * NegN DGt = (NxtG - CurG) * NegN DBt = (NxtB - CurB) * NegN DR = 0 DG = 0 DB = 0 For L = Yb + 1 To Ye - 1 DR = DR + DRt DG = DG + DGt DB = DB + DBt ColTmp(0, X, L) = CurR + DR ColTmp(1, X, L) = CurG + DG ColTmp(2, X, L) = CurB + DB Next End If CurStep = NxtStep CurR = NxtR CurG = NxtG CurB = NxtB Next ColTmp(0, X, OutPutHei) = NxtR ColTmp(1, X, OutPutHei) = NxtG ColTmp(2, X, OutPutHei) = NxtB Next NegN = 1 / Int(Xratio + 1) For Y = 0 To OutPutHei CurR = ColTmp(0, 0, Y)

CurG = ColTmp(1, 0, Y) CurB = ColTmp(2, 0, Y) CurStep = 0 NxtStep = 0 For X = 0 To InPutWid - 1 NxtStep = CurStep + Xratio Xb = CurStep Xe = NxtStep N = Xe - Xb ColOut(0, Xb, Y) = CurR ColOut(1, Xb, Y) = CurG ColOut(2, Xb, Y) = CurB M = X + 1 NxtR = ColTmp(0, M, Y) NxtG = ColTmp(1, M, Y) NxtB = ColTmp(2, M, Y) If N > 1 Then DRt = (NxtR - CurR) * NegN DGt = (NxtG - CurG) * NegN DBt = (NxtB - CurB) * NegN DR = 0 DG = 0 DB = 0 For L = Xb + 1 To Xe - 1 DR = DR + DRt DG = DG + DGt DB = DB + DBt ColOut(0, L, Y) = CurR + DR ColOut(1, L, Y) = CurG + DG ColOut(2, L, Y) = CurB + DB Next End If CurStep = NxtStep CurR = NxtR CurG = NxtG CurB = NxtB Next ColOut(0, OutPutWid, Y) = NxtR

ColOut(1, OutPutWid, Y) = NxtG ColOut(2, OutPutWid, Y) = NxtB Next Done = True TimeZoom = timeGetTime - TimeZoom CanPut = True Exit Sub ErrLine: MsgBox Err.Description End Sub 全局变量定义： Dim ColTmp() As Byte '用于保存插值中间变量 Dim OutPutHei As Long '要插值的目标高度 Dim OutPutWid As Long '要插值的目标宽度 Public TimeZoom As Long '插值运算使用的时间 简单解释一下关于二次线性插值算法。

（为了说明算法本身，我们只计算这个图片的红色分量，因为红绿蓝三种颜色的计算方法完全相同）

假设我们有一个很简单的图片，图片只有4个像素（2*2）

A B C D

现在我们要把这个图片插值到9个像素：3*3

A ab B ac abcd bd C cd D

其中大写的字母代表原来的像素，小写字母代表插值得到的新像素。

想必看到这个图，大家心里已经有了这个算法了。

ab=(A+B) / 2 cd=(C+D) / 2 ac=(A+C) / 2 bd=(B+D) / 2 abcd=(ab+cd) / 2＝(A+B+C+D) / 4

推导：

ab= A + (B-A) / 2 cd=C +(D-C) / 2 ...

很简单，对吧，先从一个方向把只涉及两个原始像素的新像素算出来。我们这里假定先计算水平方向。而在算垂直方向的插值的时候，因为ab和cd已经在前面算好了，所以abcd的计算也和计算ac和bd没有任何区别了。

有可能为有朋友已经想到把原来的图像插值到4*4或5*5的方法了。

A ab1 ab2 B ac1 ab1cd11 ab2cd21 bd1 ac2 ab1cd12 ab2cd22 bd2 C cd1 cd2 D

推导：

ab1 = A + (B-A) * 1 / 3 ab2 = A + (B-A) * 2 / 3 =ab1+(B-A) / 3 cd1 = C + (D-C) * 1 / 3 cd1 = C + (D-C) * 2 / 3 =cd1+(D-C) / 3 ...

以A和B为例，先求出原始像素的差(A-B)再算出每一步的递增量(A-B) / 3；然后每一个新的点就是在前面那个点的值加上这个递增量就是了。

这里我们假设A=100, B=255 放大倍率为3，水平方向插值；先计算出原始像素的差：(B-A) = 255-100 =155

再计算出水平方向每一步的递增量：(A-B) / 3＝155 / 3 = 51.7

这里我们用一个变量DRt来记录这个递增量（这里只用红色来做例子）

ab1 = A + DRt = 100+51.7 =151 ab2 = ab1 + DRt = 151+51.7 = 202

好了，其实二次线性算法就是这么一个东西，并不复杂。或许有写朋友会对于我给出的代码产生疑问。很简单的一个算法为什么要写这么多代码。

其实答案很简单：为了提高速度。

在VB中“+”和“-”永远是最快的，“*”要比“/”和“\\”快。不论是什么类型的变量都是这样的。

下面再来分析一下我的程序。

在我的程序中把两个方向的插值分解成了两个单独的部分。

先把

A B C D

变成：

A ab1...abN B C cd1...cdN D

再变成：

A ab1...abN B ac1 ............. db1 ... ............ ... acN .............. bdN C cd1...cdN D

这两个方向的插值算法完全相同

而Xratio 和Yratio 这两个变量则用来记录水平方向和垂直方向的放大倍率。所以这个过程也能够让图像缩放不按照原始的纵横比进行。

好了，将这个模块和全局变量添加到上次建立的工程模块中。

把按钮中的代码改成：

sub command1_click() With picture1 .ScaleMode=3 .BorderStyle=0 DibGet .hdc ,0 , 0 , .scalewidth , .scaleheight ZoomImage , .scalewidth * 2 , .scaleheight * 2 End With picture2.AutoRedraw=True DibPut picture2.hdc picture2.refresh end sub

图像是否已经放大到原来的两倍了呢？速度不算很慢吧？

什么？很慢？先编译成EXE再运行吧。下面是效果图：

原图：

二次线性插值放大5倍：

关于二次线性插值就说到这里了，下一次将说一些基本的滤镜效果：锐化、柔化、扩散、雕刻。请大家继续关注