C#伪彩色处理

　　伪彩色处理是指将灰度图像转换成彩色图象。因为人眼对于彩色的分辨能力远高于对灰度图像的分辨能力，所以将灰度图像转换成彩色可以提高人眼对图像细节的辨别能力。伪彩色并不能真实的反映图像像的彩色情况。

 

　　效果图：

　　 

 

　　强度分层法和灰度级-彩色变换法：

　　（1）强度分层法是伪彩色处理技术中最简单的一种。

　　在某个灰度级Li上设置一个平行于x-y平面的切割平面，切割平面下面的，即灰度级小于Li的像素分配给一种颜色，相应的切割平面上大于灰度级Li的像素分配给另一种颜色。这样切割结果可以分成两层的伪彩色。可以使用M个平面去切割，就会得到M个不同灰度级的区域，这样就是具有M种颜色的为彩色图像。这种方法虽然简单，但是视觉效果不理想。

　　（2）灰度级-彩色变换法可以将灰度图像变为具有多种颜色渐变的连续彩色图像。

　　主要就是将图像通过不同变换特性的红、绿、蓝3个变换器，然后将三个颜色通道的输出合成某种颜色。由于三种颜色变换的不同，使得不同大小灰度级可以合成不同的颜色。一组典型的变换传递函数如下图。

 　　

 

　　这里面需要注意的地方，代码只能是处理JPG格式的灰度图像，因为JPG图像的颜色深度是24位表示（R,G,B），每像素由3个字节表示即可，然而PNG图像的颜色深度是32位表示（R,G,B,A）。

 

　　下面的代码是测试代码，以处理24位深度的图像为例，同像素不同通道的颜色值要相同，组合表示出是具有一定灰度的颜色。在实际应用中需要修改下面的代码依据要处理的图像格式。

 

        #region 伪彩色图像处理

        /// <summary>
        /// 伪彩色图像处理
        /// 博客园-初行 http://www.cnblogs.com/zxlovenet
        /// 日期：2014.2.14
        /// </summary>
        /// <param name="bmp">传入的灰度图像</param>
        /// <param name="method">使用何种方法，false强度分层法,true灰度级-彩色变换法</param>
        /// <param name="seg">强度分层中的分层数</param>
        /// <returns>返回伪彩色图像</returns>
        private Bitmap gcTrans(Bitmap bmp, bool method, byte seg)
        {
            if (bmp != null)
            {
                if (System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format24bppRgb == bmp.PixelFormat)
                {
                    Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, bmp.Width, bmp.Height);
                    System.Drawing.Imaging.BitmapData bmpData = bmp.LockBits(rect, System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadWrite, bmp.PixelFormat);
                    IntPtr ptr = bmpData.Scan0;
                    int bytes = bmp.Width * bmp.Height * 3;
                    byte[] grayValues = new byte[bytes];
                    System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(ptr, grayValues, 0, bytes);
                    bmp.UnlockBits(bmpData);

                    byte[] rgbValues = new byte[bytes];
                    //清零
                    Array.Clear(rgbValues, 0, bytes);
                    byte tempB;

                    if (method == false)
                    {
                        //强度分层法
                        for (int i = 0; i < bytes; i += 3)
                        {
                            byte ser = (byte)(256 / seg);
                            tempB = (byte)(grayValues[i] / ser);
                            //分配任意一种颜色
                            rgbValues[i + 1] = (byte)(tempB * ser);
                            rgbValues[i] = (byte)((seg - 1 - tempB) * ser);
                            rgbValues[i + 2] = 0;
                        }
                    }
                    else
                    {
                        //灰度级-彩色变换法
                        for (int i = 0; i < bytes; i += 3)
                        {
                            if (grayValues[i] < 64)
                            {
                                rgbValues[i + 2] = 0;
                                rgbValues[i + 1] = (byte)(4 * grayValues[i]);
                                rgbValues[i] = 255;
                            }
                            else if (grayValues[i] < 128)
                            {
                                rgbValues[i + 2] = 0;
                                rgbValues[i + 1] = 255;
                                rgbValues[i] = (byte)(-4 * grayValues[i] + 2 * 255);
                            }
                            else if (grayValues[i] < 192)
                            {
                                rgbValues[i + 2] = (byte)(4 * grayValues[i] - 2 * 255);
                                rgbValues[i + 1] = 255;
                                rgbValues[i] = 0;
                            }
                            else
                            {
                                rgbValues[i + 2] = 255;
                                rgbValues[i + 1] = (byte)(-4 * grayValues[i] + 4 * 255);
                                rgbValues[i] = 0;
                            }
                        }

                    }
                    bmp = new Bitmap(bmp.Width, bmp.Height, System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format24bppRgb);
                    bmpData = bmp.LockBits(rect, System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadWrite, bmp.PixelFormat);
                    ptr = bmpData.Scan0;

                    System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(rgbValues, 0, ptr, bytes);
                    bmp.UnlockBits(bmpData);

                    return bmp;
                }
                else
                {
                    return null;
                }
            }
            else
            {
                return null;
            }
        }
        #endregion

 

　　颜色映射：

　　

　　颜色映射的方法需要做一个颜色映射表，不同灰度级都会有对应的颜色。这个跟强度分层法相似，可以分成不同的层次，对应的颜色可以根据实际情况做映射。

　　在实际应用中，热成像测温系统所产生的红外图像为黑白灰度级图像，灰度值动态范围不大，人眼很难从这些灰度级中获得丰富的信息。为了更直观地增强显示图像的层次，提高人眼分辨能力，对系统所摄取的图像进行伪彩色处理，从而达到图像增强的效果，使图像信息更加丰富。例如对受热物体所成的像进行伪彩色时，将灰度低的区域设置在蓝色附近(或蓝灰、黑等)，而灰度级高的区域设置在红色附近(或棕红、白等)，以方便人们对物体的观察。

 

　　下面几张图片是在实际应用中的情况（图片来源网络）：