C#中将byte数组转换为8bit灰度图像

类似的文章在网上可以看到不少，但多多少少都存在一些问题。这两天做实验室的项目用到这个功能，我从头把它整理了一遍。

在看代码之前，首先解释几个问题。

byte数组存放的是图像每个像素的灰度值，byte类型正好是从0~255，存放8bit灰度图像的时候，一个数组元素就是一个像素的灰度值。仅有这个数组还不足以恢复出原来的图像，还必须事先知道图像的长、宽值；

创建Bitmap类的时候必须指定PixelFormat为Format8bppIndexed，这样才最符合图像本身的特性；

Bitmap类虽然提供了GetPixel()、SetPixel()这样的方法，但我们绝对不能用这两个方法来进行大规模的像素读写，因为它们的性能实在很囧；

托管代码中，能不用unsafe就尽量不用。在.NET 2.0中已经提供了BitmapData类及其LockBits()、UnLockBits()操作，能够安全地进行内存读写；

图像的width和它存储时的stride是不一样的。位图的扫描线宽度一定是4的倍数，因此图像在内存中的大小并不是它的显示大小；

Format8bppIndexed类型的PixelFormat是索引格式，其调色板并不是灰度的而是伪彩，因此需要我们对其加以修改。

代码如下，解说写在注释里了：

　1　　　　　　　　 /// <summary>
　2　　　　　　　　 /// 将一个字节数组转换为8bit灰度位图
　3　　　　　　　　 /// </summary>
　4　　　　　　　　 /// <param name="rawValues">显示字节数组</param>
　5　　　　　　　　 /// <param name="width">图像宽度</param>
　6　　　　　　　　 /// <param name="height">图像高度</param>
　7　　　　　　　　 /// <returns>位图</returns>
　8　　　　　　　　 public static Bitmap ToGrayBitmap(byte[] rawValues, int width, int height)
　9　　　　　　　　 {
10　　　　　　　　　　　　 //// 申请目标位图的变量，并将其内存区域锁定
11　　　　　　　　　　　　 Bitmap bmp = new Bitmap(width, height, PixelFormat.Format8bppIndexed);
12　　　　　　　　　　　　 BitmapData bmpData = bmp.LockBits(new Rectangle(0, 0, width, height),
13　　　　　　　　　　　　　　　　 ImageLockMode.WriteOnly, PixelFormat.Format8bppIndexed);
14
15　　　　　　　　　　　　 //// 获取图像参数
16　　　　　　　　　　　　 int stride = bmpData.Stride;　 // 扫描线的宽度
17　　　　　　　　　　　　 int offset = stride - width;　 // 显示宽度与扫描线宽度的间隙
18　　　　　　　　　　　　 IntPtr iptr = bmpData.Scan0;　 // 获取bmpData的内存起始位置
19　　　　　　　　　　　　 int scanBytes = stride * height;　　 // 用stride宽度，表示这是内存区域的大小
20
21　　　　　　　　　　　　 //// 下面把原始的显示大小字节数组转换为内存中实际存放的字节数组
22　　　　　　　　　　　　 int posScan = 0, posReal = 0;　　 // 分别设置两个位置指针，指向源数组和目标数组
23　　　　　　　　　　　　 byte[] pixelValues = new byte[scanBytes];　 //为目标数组分配内存
24
25　　　　　　　　　　　　 for (int x = 0; x < height; x++)
26　　　　　　　　　　　　 {
27　　　　　　　　　　　　　　　　 //// 下面的循环节是模拟行扫描
28　　　　　　　　　　　　　　　　 for (int y = 0; y < width; y++)
29　　　　　　　　　　　　　　　　 {
30　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 pixelValues[posScan++] = rawValues[posReal++];
31　　　　　　　　　　　　　　　　 }
32　　　　　　　　　　　　　　　　 posScan += offset;　 //行扫描结束，要将目标位置指针移过那段“间隙”
33　　　　　　　　　　　　 }
34
35　　　　　　　　　　　　 //// 用Marshal的Copy方法，将刚才得到的内存字节数组复制到BitmapData中
36　　　　　　　　　　　　 System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(pixelValues, 0, iptr, scanBytes);
37　　　　　　　　　　　　 bmp.UnlockBits(bmpData);　 // 解锁内存区域
38
39　　　　　　　　　　　　 //// 下面的代码是为了修改生成位图的索引表，从伪彩修改为灰度
40　　　　　　　　　　　　 ColorPalette tempPalette;
41　　　　　　　　　　　　 using (Bitmap tempBmp = new Bitmap(1, 1, PixelFormat.Format8bppIndexed))
42　　　　　　　　　　　　 {
43　　　　　　　　　　　　　　　　 tempPalette = tempBmp.Palette;
44　　　　　　　　　　　　 }
45　　　　　　　　　　　　 for (int i = 0; i < 256; i++)
46　　　　　　　　　　　　 {
47　　　　　　　　　　　　　　　　 tempPalette.Entries[i] = Color.FromArgb(i, i, i);
48　　　　　　　　　　　　 }
49
50　　　　　　　　　　　　 bmp.Palette = tempPalette;
51
52　　　　　　　　　　　　 //// 算法到此结束，返回结果
53　　　　　　　　　　　　 return bmp;
54　　　　　　　　 }