C# 类似PS的魔棒工具(1)

最近一段时间在开发一个画图软件，其中需要实现魔棒功能。网上浏览了一圈，没有找到。苦思之后，终于开窍了：。思路是：先用漫水填充算法，获得一张连通区域的二值图。然后对这幅图进行边缘检测，获取边缘。如果使用emgucv或者opencv，可以直接使用函数floodFill()获得区域，再函数Canny()与FindContours()函数获得边界。

1.漫水填充

这里我不适用emgucv的方法，使用的是一个网友算法，改了一点点。

public Bitmap FloodFill(Bitmap src, Point location, Color fillColor, int threshould){try{Bitmap srcbmp = src;Bitmap dstbmp = new Bitmap(src.Width,src.Height);int w = srcbmp.Width;int h = srcbmp.Height;Stack<Point> fillPoints = new Stack<Point>(w * h);System.Drawing.Imaging.BitmapData bmpData = srcbmp.LockBits(new Rectangle(0, 0, srcbmp.Width, srcbmp.Height), System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadOnly, System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format24bppRgb);System.Drawing.Imaging.BitmapData dstbmpData = dstbmp.LockBits(new Rectangle(0, 0, dstbmp.Width, dstbmp.Height), System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadWrite, System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format24bppRgb);IntPtr ptr = bmpData.Scan0;int stride = bmpData.Stride;int bytes = bmpData.Stride * srcbmp.Height;byte[] grayValues = new byte[bytes];System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(ptr, grayValues, 0, bytes);Color backColor = Color.FromArgb(grayValues[location.X * 3 + 2 + location.Y * stride], grayValues[location.X * 3 + 1 + location.Y * stride], grayValues[location.X * 3 + location.Y * stride]);IntPtr dstptr = dstbmpData.Scan0;byte[] temp = new byte[bytes];System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(dstptr, temp, 0, bytes);int gray = (int)((backColor.R + backColor.G + backColor.B) / 3);if (location.X < 0 || location.X >= w || location.Y < 0 || location.Y >= h) return null;fillPoints.Push(new Point(location.X, location.Y));int[,] mask = new int[w, h];while (fillPoints.Count > 0){Point p = fillPoints.Pop();mask[p.X, p.Y] = 1;temp[3 * p.X + p.Y * stride] = (byte)fillColor.B;temp[3 * p.X + 1 + p.Y * stride] = (byte)fillColor.G;temp[3 * p.X + 2 + p.Y * stride] = (byte)fillColor.R;if (p.X > 0 && (Math.Abs(gray - (int)((grayValues[3 * (p.X - 1) + p.Y * stride] + grayValues[3 * (p.X - 1) + 1 + p.Y * stride] + grayValues[3 * (p.X - 1) + 2 + p.Y * stride]) / 3)) < threshould) && (mask[p.X - 1, p.Y] != 1)){temp[3 * (p.X - 1) + p.Y * stride] = (byte)fillColor.B;temp[3 * (p.X - 1) + 1 + p.Y * stride] = (byte)fillColor.G;temp[3 * (p.X - 1) + 2 + p.Y * stride] = (byte)fillColor.R;fillPoints.Push(new Point(p.X - 1, p.Y));mask[p.X - 1, p.Y] = 1;}if (p.X < w - 1 && (Math.Abs(gray - (int)((grayValues[3 * (p.X + 1) + p.Y * stride] + grayValues[3 * (p.X + 1) + 1 + p.Y * stride] + grayValues[3 * (p.X + 1) + 2 + p.Y * stride]) / 3)) < threshould) && (mask[p.X + 1, p.Y] != 1)){temp[3 * (p.X + 1) + p.Y * stride] = (byte)fillColor.B;temp[3 * (p.X + 1) + 1 + p.Y * stride] = (byte)fillColor.G;temp[3 * (p.X + 1) + 2 + p.Y * stride] = (byte)fillColor.R;fillPoints.Push(new Point(p.X + 1, p.Y));mask[p.X + 1, p.Y] = 1;}if (p.Y > 0 && (Math.Abs(gray - (int)((grayValues[3 * p.X + (p.Y - 1) * stride] + grayValues[3 * p.X + 1 + (p.Y - 1) * stride] + grayValues[3 * p.X + 2 + (p.Y - 1) * stride]) / 3)) < threshould) && (mask[p.X, p.Y - 1] != 1)){temp[3 * p.X + (p.Y - 1) * stride] = (byte)fillColor.B;temp[3 * p.X + 1 + (p.Y - 1) * stride] = (byte)fillColor.G;temp[3 * p.X + 2 + (p.Y - 1) * stride] = (byte)fillColor.R;fillPoints.Push(new Point(p.X, p.Y - 1));mask[p.X, p.Y - 1] = 1;}if (p.Y < h - 1 && (Math.Abs(gray - (int)((grayValues[3 * p.X + (p.Y + 1) * stride] + grayValues[3 * p.X + 1 + (p.Y + 1) * stride] + grayValues[3 * p.X + 2 + (p.Y + 1) * stride]) / 3)) < threshould) && (mask[p.X, p.Y + 1] != 1)){temp[3 * p.X + (p.Y + 1) * stride] = (byte)fillColor.B;temp[3 * p.X + 1 + (p.Y + 1) * stride] = (byte)fillColor.G;temp[3 * p.X + 2 + (p.Y + 1) * stride] = (byte)fillColor.R;fillPoints.Push(new Point(p.X, p.Y + 1));mask[p.X, p.Y + 1] = 1;}}fillPoints.Clear();System.Runtime.InteropServices.Marshal.Copy(temp, 0, dstptr, bytes);srcbmp.UnlockBits(bmpData);dstbmp.UnlockBits(dstbmpData);return dstbmp;}catch (Exception exp){MessageBox.Show(exp.Message);return null;}}

实际上这个函数时有缺陷的，转换位图数据时用了

System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format24bppRgb

这是不可取的。应该是32位argb。否则无法处理透明与黑色。这里灰度值使用平均值，我觉得应该使用PS开源程序的加权方法。

这里获得了一个连通的区域，实际上相当于一张掩码图。利用这张图，一是方便追踪边界，而是对原图进行掩码操作，进行分离等。

2.边缘追踪

使用边缘追踪算法，可以真正将边缘寻找出来，这样可以得到有序的点集合，可惜我不太理解EmguCV的CvInvoke.FindContours()获得的Emgu.CV.Util.VectorOfVectorOfPoint

是怎么个有序排列发，只好粗暴地显示出来算数。

最可靠的还那张掩码图，而不是这些莫名其妙的边界点。

private bool FloodFillTOcanny(){Image<Bgr, Byte> srcimg = new Image<Bgr, Byte>((Bitmap)pictureBox2.Image);//转成灰度图Image<Gray, Byte> grayimg =  srcimg.Convert<Gray, Byte>() ;// CvInvoke.BitwiseNot(grayimg, grayimg);//Canny 边缘检测Image<Gray, Byte> cannyGrayimg  = grayimg.Canny((int)numericUD_FloodFill.Value, (int)numericUD_FloodFill.Value);Gray bkGrayWhite = new Gray(255);Emgu.CV.IOutputArray hierarchy = new Image<Gray, Byte>(srcimg.Width, srcimg.Height, bkGrayWhite);Image<Rgb, Byte> imgresult = new Image<Rgb, Byte>(srcimg.Width, srcimg.Height, new Rgb(255, 255, 255));CvInvoke.FindContours(  cannyGrayimg,contours,(Emgu.CV.IOutputArray)hierarchy,Emgu.CV.CvEnum.RetrType.Ccomp,Emgu.CV.CvEnum.ChainApproxMethod.ChainApproxNone//保存为);GraphicsPath myGraphicsPath = new GraphicsPath();Region myRegion = new Region();myGraphicsPath.Reset();int areaMax = 0, idx = 0 ;for (int ii = 0; ii < contours.Size ; ii++){int area = (int)CvInvoke.ContourArea(contours[ii]);if (area > areaMax) { areaMax = area; idx = ii;}if (area < 1) continue;CvInvoke.DrawContours(imgresult, contours, ii, new MCvScalar(0, 0, 0), 1, Emgu.CV.CvEnum.LineType.EightConnected, (Emgu.CV.IInputArray)null, 2147483647);imageBox1.Image = imgresult;try{myGraphicsPath.AddPolygon( contours[ii].ToArray() );}catch  {//MessageBox.Show(e.Message);}}myRegion.MakeEmpty();myRegion.Union(myGraphicsPath);pictureBox1.Refresh();Pen pen = new Pen(Color.Red, 1);pen.DashStyle = DashStyle.Dot;Graphics gs = pictureBox1.CreateGraphics();gs.DrawPath(pen, myGraphicsPath);if (myRegion.IsVisible(lastPoint) ){ //gs.DrawPolygon(pen, respts);}else {//gs.DrawRectangle(pen, new Rectangle(0,0,pictureBox1.Image.Width, pictureBox1.Image.Height));} gs.Dispose();return true;}

这个函数也是不可取的，我只做一个演示，其中

CvInvoke.FindContours(  cannyGrayimg,contours,(Emgu.CV.IOutputArray)hierarchy,Emgu.CV.CvEnum.RetrType.Ccomp,Emgu.CV.CvEnum.ChainApproxMethod.ChainApproxNone//保存方式);

函数最后的一个参数影响还是挺大的，使用是可以试试不同枚举参数；

3.测试

拉了几个控件，测试一番

我的鼠标猥琐地点了大腿那里，第二图显示漫水算法得到掩码图，最后一张图是边缘获取的结果，并且加到了原图上面。

源码:http://download.csdn.net/download/wangzibigan/10172940

（不知道怎么设成免费；文件28m其实大部分是emgucv库）

我的这篇文章其实没有实现魔棒功能，只是一个边缘的获取显示，所有我又写了第二篇。

我项目中的软件已经实现了魔棒功能，目前正在认真完善”羽化“功能。