C#实现边缘锐化（图像处理）

在 C# 中进行图像的边缘锐化，可以通过卷积滤波器实现。边缘锐化的基本思想是通过卷积核（也称为滤波器或掩模）来增强图像中的边缘。我们可以使用一个简单的锐化核，例如：

[ 0, -1,  0][-1,  5, -1][ 0, -1,  0]

这个卷积核可以用于增强图像中的边缘。下面是如何在 C# 中实现这一操作的完整代码，包括加载图像、应用锐化滤波器和保存结果图像。

1. 安装 System.Drawing.Common

确保你已经安装了 System.Drawing.Common 库。你可以通过NuGet包管理器安装它，或者使用以下命令：

dotnet add package System.Drawing.Common

2. 编写卷积滤波器应用方法

using System;using System.Drawing;using System.Drawing.Imaging;
public class ImageProcessor
{public static Bitmap ApplyConvolutionFilter(Bitmap sourceImage, float[,] kernel){int width = sourceImage.Width;int height = sourceImage.Height;BitmapData srcData = sourceImage.LockBits(new Rectangle(0, 0, width, height), ImageLockMode.ReadOnly, PixelFormat.Format32bppArgb);Bitmap resultImage = new Bitmap(width, height);BitmapData resultData = resultImage.LockBits(new Rectangle(0, 0, width, height), ImageLockMode.WriteOnly, PixelFormat.Format32bppArgb);int bytesPerPixel = 4;int stride = srcData.Stride;IntPtr srcScan0 = srcData.Scan0;IntPtr resultScan0 = resultData.Scan0;int kernelWidth = kernel.GetLength(1);int kernelHeight = kernel.GetLength(0);int kernelOffset = kernelWidth / 2;unsafe{byte* srcPtr = (byte*)srcScan0.ToPointer();byte* resultPtr = (byte*)resultScan0.ToPointer();for (int y = kernelOffset; y < height - kernelOffset; y++){for (int x = kernelOffset; x < width - kernelOffset; x++){float blue = 0.0f;float green = 0.0f;float red = 0.0f;for (int ky = -kernelOffset; ky <= kernelOffset; ky++){for (int kx = -kernelOffset; kx <= kernelOffset; kx++){int pixelPos = ((y + ky) * stride) + ((x + kx) * bytesPerPixel);blue += srcPtr[pixelPos] * kernel[ky + kernelOffset, kx + kernelOffset];green += srcPtr[pixelPos + 1] * kernel[ky + kernelOffset, kx + kernelOffset];red += srcPtr[pixelPos + 2] * kernel[ky + kernelOffset, kx + kernelOffset];}}int resultPos = (y * stride) + (x * bytesPerPixel);resultPtr[resultPos] = (byte)Math.Min(Math.Max(blue, 0), 255);resultPtr[resultPos + 1] = (byte)Math.Min(Math.Max(green, 0), 255);resultPtr[resultPos + 2] = (byte)Math.Min(Math.Max(red, 0), 255);resultPtr[resultPos + 3] = srcPtr[resultPos + 3]; // Copy alpha channel}}}sourceImage.UnlockBits(srcData);resultImage.UnlockBits(resultData);return resultImage;}
}

3. 使用卷积滤波器进行边缘锐化

编写一个主程序来加载图像、应用锐化滤波器并保存结果图像。

using System;using System.Drawing;
class Program
{static void Main(){// 加载原始图像Bitmap sourceImage = new Bitmap("path_to_your_image.jpg");// 定义锐化卷积核float[,] sharpenKernel = new float[,]{{ 0, -1,  0 },{ -1,  5, -1 },{ 0, -1,  0 }};// 应用锐化滤波器Bitmap resultImage = ImageProcessor.ApplyConvolutionFilter(sourceImage, sharpenKernel);// 保存处理后的图像resultImage.Save("path_to_save_sharpened_image.jpg");}
}

图像对比：

• 原图：
  
• 处理后：
  

注意事项

• 确保路径 path_to_your_image.jpg 和 path_to_save_sharpened_image.jpg 是正确的。
• 调整卷积核可以改变锐化效果。上面使用的是一个常见的锐化卷积核。
• System.Drawing 命名空间需要 System.Drawing.Common 包，在 .NET Core 或 .NET 5/6 中需要特别注意包的引用。

通过这些步骤，你可以在 C# 中实现图像的边缘锐化。这个实现使用了卷积滤波器来增强图像的边缘，从而使图像更加清晰。