c#實現高斯模糊

說說高斯模糊

高斯模糊的理論我這裡就不太多費話了，百度下太多，都是抄來抄去。

主要用到二個函數“高斯函數”

一維形式為：

二維形式為：

X,Y對應的一維二維坐標，σ表示模糊半徑（半徑* 2 + 1) / 2）

根據這二個公式獲取對應的權重。

先看二維

假設我們現在圖片中的像素點位置為(0,0)

假設我們設置的模糊半徑為1，那麼對應的坐標為如下圖

它是以（0，0）這個坐標為標記，向外擴展1個像素。

接下來就是計算各個坐標的權重值，我們採用二維的高斯函數來計算，計算的代碼如下：

        /// <summary>
        /// 獲取權重
        /// </summary>
        /// <param name="x"></param>
        /// <param name="y"></param>
        /// <returns></returns>
        private double GetWeighing(int x, int y) {
            double q = (this.BlurRadius * 2 + 1) / 2; 
            return 1 / (2 * Math.PI * Math.Pow(q, 2)) * Math.Exp(-(x * x + y * y) / (2 * q * q));
        }

　　this.BlurRadius 為我們設置的模糊半徑

上圖是我們計算的結果，這9個值的結果的總和為：0.779483679709388，該值不能大於1。這個時候我們要將上面的9個值 除以0.779483679709388，使他們的和為1.

 除以0.779483679709388之後為：

假設這9個點上的RGB顏色值中的R值乘以上圖矩陣中的值，如下圖

計算之後的顏色值

求和為：112.14236039551

所以（0，0）坐標的RGB顏色值中的R為112.14236039551

然後我們獲取這9個點的坐標RGB值，讓後將RGB值分別乘以權重值，然和將這9個值相加得到最後的顏色值。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace NetShadow {
    /// <summary>
    /// 高斯模糊
    /// </summary>
    public class GaussianBlur {
        /// <summary>
        /// 模糊半徑
        /// </summary>
        public int BlurRadius { get; private set; }
        private Bitmap SourceImage { get; set; }
        private List<double> BlurArray { get; set; }
        private int MaxWidth { get; set; }
        private int MaxHeight { get; set; }

        public GaussianBlur(int blurRadius) {
            BlurArray = new List<double>();
            this.BlurRadius = blurRadius;
            this.SetBlurArray();
        }

        /// <summary>
        /// 設置需要模糊的圖片
        /// </summary>
        /// <param name="img"></param>
        public void SetSourceImage(Image img) {
            this.SourceImage = (Bitmap)img;
            this.MaxWidth = this.SourceImage.Width - 1;
            this.MaxHeight = this.SourceImage.Height - 1;
        }

        /// <summary>
        /// 獲取模糊之後的圖片
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public Bitmap GetBlurImage() {
            if (this.SourceImage == null) return null;
            Bitmap newImage = new Bitmap(SourceImage.Width, SourceImage.Height);
            for (int y = 0; y < this.SourceImage.Height; y++) {
                for (int x = 0; x < this.SourceImage.Width; x++) {
                    var nC = GetBlurColor(x, y);
                    //return null;
                    newImage.SetPixel(x, y, nC);
                }
            }
            return newImage;
        }

        /// <summary>
        /// 獲取高斯模糊的顏色值
        /// </summary>
        /// <param name="x"></param>
        /// <param name="y"></param>
        /// <returns></returns>
        private Color GetBlurColor(int x, int y) {
            double r = 0, g = 0 , b = 0;
            int index = 0;
            for (var t = y - this.BlurRadius; t <= y + this.BlurRadius; t++) {
                for (var l = x - this.BlurRadius; l <= x + this.BlurRadius; l++) {
                    var color = GetDefautColor(l, t);
                    var weighValue = BlurArray[index];
                    r += color.R * weighValue;
                    g += color.G * weighValue;
                    b += color.B * weighValue;
                    index++;
                }
            }
            return Color.FromArgb((byte)r, (byte)g, (byte)b);
        }

        private Color GetDefautColor(int x, int y) {
            if (x < 0 && y < 0)
                return this.SourceImage.GetPixel(0, 0);
            else if (x < 0)
                return this.SourceImage.GetPixel(0, Math.Min(MaxHeight, y));
            else if (y < 0)
                return this.SourceImage.GetPixel(Math.Min(MaxWidth, x), 0);
            else
                return this.SourceImage.GetPixel(Math.Min(MaxWidth, x), Math.Min(MaxHeight, y));
        }

        private void SetBlurArray() {
            int blur = this.BlurRadius;
            double sum = 0;
            for (var y = blur; y >= blur * -1; y--) {
                for (var x = blur * -1; x <= blur; x++) {                    
                    var d = GetWeighing(x, y);
                    this.BlurArray.Add(d);
                    sum += d;
                }
            }
            for (var i = 0; i < this.BlurArray.Count; i++)
                this.BlurArray[i] = this.BlurArray[i] / sum;

            //sum = 0;
            //foreach (var item in this.BlurArray)
            //    sum += item;
        }

        /// <summary>
        /// 獲取權重
        /// </summary>
        /// <param name="x"></param>
        /// <param name="y"></param>
        /// <returns></returns>
        private double GetWeighing(int x, int y) {
            double q = (this.BlurRadius * 2 + 1) / 2; 
            return 1 / (2 * Math.PI * Math.Pow(q, 2)) * Math.Exp(-(x * x + y * y) / (2 * q * q));
        }
    }
}

 這種效率其實很地下，所以網上的解決辦法是將二維高斯改為一維高斯來計算，也就是先橫向模糊，然後再縱向模糊。

另外獲取圖片的RGB顏色值採用的是GetPixel 和SetPixel，這二個函數的效率是很低下的，大家可以到網上找下相關的解決辦法。

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