圖像濾鏡藝術---水彩畫濾鏡

原文: 圖像濾鏡藝術---水彩畫濾鏡

水彩畫濾鏡

水彩畫濾鏡算法以下：

1，假設原始圖像爲F(x,y)，灰度化獲得G(x,y)；

2，構建一個半徑爲Radius的正方形模板M，邊長爲2*Radius+1；

3，將M在F上依次遍歷每一個像素，對於當前像素P(x,y)：

設置一個油漆桶數N，因爲圖像灰度值範圍爲0-255，所以咱們油漆桶的數量N要小於255，這個油漆桶是用來盛放不一樣類別的像素。

3.1首先按照油漆桶數N將0-255的範圍劃分爲等距的N個油漆桶，對於模板中對應的像素，咱們按照其灰度值，依次將其放入相應的油漆桶中；

3.2統計N個油漆桶中的像素數目，計算像素數最多的那個油漆桶內，像素的均值Mean，這個均值RGB就是模板中心像素P(x,y)的值。

示意圖以下：

                           Fig.1 油畫濾鏡示意圖(N=8)

注意：油漆桶數N能夠調節圖像平滑度，模板半徑Radius用來調節水彩畫的水彩程度。

上述算法在進行模板遍歷時，能夠採用快速均值濾波算法的方法來提升效率。

代碼以下：

private Bitmap OilpaintFilterProcess(Bitmap srcBitmap, int radius, int smooth)

        {

            if (radius == 0)

                return srcBitmap;

            smooth = smooth < 1 ? 1 : smooth;

            smooth = Math.Max(1, smooth);

            Bitmap a = new Bitmap(srcBitmap);

            int w = srcBitmap.Width;

            int h = srcBitmap.Height;

            if (radius > Math.Min(w, h) / 2)

                radius = (int)(Math.Min(w, h) / 2 - 0.5);

            System.Drawing.Imaging.BitmapData srcData = a.LockBits(new Rectangle(0, 0, w, h), System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadWrite, System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format32bppArgb);

            IntPtr ptr = srcData.Scan0;

            int bytes = h * srcData.Stride;

            byte[] srcValues = new byte[bytes];

            System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(ptr, srcValues, 0, bytes);

            byte[] tempValues = (byte[])srcValues.Clone();

            int stride = srcData.Stride;

            int i, j, k;

            int unit = 4;

            int[] gray_bt = new int[smooth];

            int[] r_bt = new int[smooth];

            int[] g_bt = new int[smooth];

            int[] b_bt = new int[smooth];

            int[] gray_bt_src = new int[smooth];

            int[] r_bt_src = new int[smooth];

            int[] g_bt_src = new int[smooth];

            int[] b_bt_src = new int[smooth];

            int r, g, b;

            int gray = 0, bt_index = 0, max = 0, maxindex = 0;

            i = 0;

            bool frist = true;

            int pos = 0;

            for (j = 0; j < h; j++)

            {

                if (frist)

                {

                    for (int m = -radius; m <= radius; m++)

                    {

                        for (int n = -radius; n <= radius; n++)

                        {

                            pos = Math.Abs(n) * unit + Math.Abs(m) * stride;

                            b = srcValues[pos++];

                            g = srcValues[pos++];

                            r = srcValues[pos];

                            gray = (b + g + r) / 3;

                            bt_index = gray * smooth >> 8;

                            gray_bt_src[bt_index]++;

                            b_bt_src[bt_index] += b;

                            g_bt_src[bt_index] += g;

                            r_bt_src[bt_index] += r;

                        }

                    }

                    Array.Copy(gray_bt_src, gray_bt, smooth);

                    Array.Copy(b_bt_src, b_bt, smooth);

                    Array.Copy(g_bt_src, g_bt, smooth);

                    Array.Copy(r_bt_src, r_bt, smooth);

                    max = 0;

                    maxindex = 0;

                    for (k = 0; k < smooth; k++)

                    {

                        if (max < gray_bt[k])

                        {

                            max = gray_bt[k];

                            maxindex = k;

                        }

                    }

                    pos = j * stride;

                    tempValues[pos++] = (byte)(b_bt[maxindex] / max);

                    tempValues[pos++] = (byte)(g_bt[maxindex] / max);

                    tempValues[pos] = (byte)(r_bt[maxindex] / max);

                    frist = false;

                }

                else

                {

                    for (int m = -radius; m <= radius; m++)

                    {

                        pos = Math.Abs(m) * unit + Math.Abs(j - radius - 1) * stride;

                        b = srcValues[pos++];

                        g = srcValues[pos++];

                        r = srcValues[pos];

                        gray = (b + g + r) / 3;

                        bt_index = gray * smooth >> 8;

                        gray_bt_src[bt_index]--;

                        b_bt_src[bt_index] -= b;

                        g_bt_src[bt_index] -= g;

                        r_bt_src[bt_index] -= r;

                        pos = Math.Abs(m) * unit + Math.Abs(j + radius) % h * stride;

                        b = srcValues[pos++];

                        g = srcValues[pos++];

                        r = srcValues[pos];

                        gray = (b + g + r) / 3;

                        bt_index = gray * smooth >> 8;

                        gray_bt_src[bt_index]++;

                        b_bt_src[bt_index] += b;

                        g_bt_src[bt_index] += g;

                        r_bt_src[bt_index] += r;

                    }

                    Array.Copy(gray_bt_src, gray_bt, smooth);

                    Array.Copy(b_bt_src, b_bt, smooth);

                    Array.Copy(g_bt_src, g_bt, smooth);

                    Array.Copy(r_bt_src, r_bt, smooth);

                }

                for (i = 1; i < w; i++)

                {

                    for (int m = -radius; m <= radius; m++)

                    {

                        pos = Math.Abs(i - radius - 1) * unit + Math.Abs(j + m) % h * stride;

                        b = srcValues[pos++];

                        g = srcValues[pos++];

                        r = srcValues[pos];

                        gray = (b + g + r) / 3;

                        bt_index = gray * smooth >> 8;

                        gray_bt[bt_index]--;

                        b_bt[bt_index] -= b;

                        g_bt[bt_index] -= g;

                        r_bt[bt_index] -= r;

                        pos = Math.Abs(i + radius) % w * unit + Math.Abs(j + m) % h * stride;

                        b = srcValues[pos++];

                        g = srcValues[pos++];

                        r = srcValues[pos];

                        gray = (b + g + r) / 3;

                        bt_index = gray * smooth >> 8;

                        gray_bt[bt_index]++;

                        b_bt[bt_index] += b;

                        g_bt[bt_index] += g;

                        r_bt[bt_index] += r;

                    }

                    max = 0;

                    maxindex = 0;

                    for (k = 0; k < smooth; k++)

                    {

                        if (max < gray_bt[k])

                        {

                            max = gray_bt[k];

                            maxindex = k;

                        }

                    }

                    pos = i * unit + j * stride;

                    tempValues[pos++] = (byte)(b_bt[maxindex] / max);

                    tempValues[pos++] = (byte)(g_bt[maxindex] / max);

                    tempValues[pos] = (byte)(r_bt[maxindex] / max);

                }             

            }

            srcValues = (byte[])tempValues.Clone();

            System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(srcValues, 0, ptr, bytes);

            a.UnlockBits(srcData);

            return a;

        }

效果圖以下：

原圖

水彩畫濾鏡效果圖

最後，放上一個完整的C#版程序DEMO下載地址：http://www.zealpixel.com/thread-61-1-1.html