Question

我正在尝试在C＃中进行一些图像处理。我想使用一些线程在我的图像中的几个区域上进行并行计算。线程实际上是在Bitmap对象中获取和设置像素。两个线程绝对没有机会访问同一个像素，所以这不是问题所在。

问题是C＃不允许我在同一个Bitmap对象上启动多个线程，即使我确定不会同时读取和修改相同的像素。

有没有办法避免C＃引发此错误？或者在我的Bitmap对象上运行多个线程是不可能的？

谢谢，

皮埃尔奥利弗

Answer 1

使用LockBits（也比GetPixel＆amp; SetPixel 快得多）您可以将图片的像素复制到缓冲区，运行并行线程它，然后复制缓冲区。

这是一个有效的例子。

void Test()
{
    string inputFile = @"e:\temp\a.jpg";
    string outputFile = @"e:\temp\b.jpg";

    Bitmap bmp = Bitmap.FromFile(inputFile) as Bitmap;

    var rect = new Rectangle(0, 0, bmp.Width, bmp.Height);
    var data = bmp.LockBits(rect, ImageLockMode.ReadWrite, bmp.PixelFormat);
    var depth = Bitmap.GetPixelFormatSize(data.PixelFormat) / 8; //bytes per pixel

    var buffer = new byte[data.Width * data.Height * depth];

    //copy pixels to buffer
    Marshal.Copy(data.Scan0, buffer, 0, buffer.Length);

    Parallel.Invoke(
        () => {
            //upper-left
            Process(buffer, 0, 0, data.Width / 2, data.Height / 2, data.Width, depth);
        },
        () => {
            //lower-right
            Process(buffer, data.Width / 2, data.Height / 2, data.Width, data.Height, data.Width, depth);
        }
    );

    //Copy the buffer back to image
    Marshal.Copy(buffer, 0, data.Scan0, buffer.Length);

    bmp.UnlockBits(data);

    bmp.Save(outputFile, ImageFormat.Jpeg);
}

void Process(byte[] buffer, int x, int y, int endx, int endy, int width, int depth)
{
    for (int i = x; i < endx; i++)
    {
        for (int j = y; j < endy; j++)
        {
            var offset = ((j * width) + i) * depth;
            // Dummy work    
            // To grayscale (0.2126 R + 0.7152 G + 0.0722 B)
            var b = 0.2126 * buffer[offset + 0] + 0.7152 * buffer[offset + 1] + 0.0722 * buffer[offset + 2];
            buffer[offset + 0] = buffer[offset + 1] = buffer[offset + 2] = (byte)b;
        }
    }
}

输入图片：

enter image description here

输出图片：

enter image description here

一些粗略的测试：

在双核2.1GHz机器上将（ 41兆像素，[7152x5368] ）图像转换为灰度

GetPixel / SetPixel - 单核 - 131秒。
LockBits - 单核 - 4.5秒
LockBits - 双核 - 3秒

Answer 2

另一种解决方案是使用有关Bitmap的信息（例如宽度，高度，步幅，缓冲区和像素格式）创建一个临时容器。一旦您需要并行访问Bitmap，只需根据临时容器中的信息创建它即可。

为此，我们需要一个扩展方法来获取Bitmap的缓冲区和步幅：

public static Tuple<IntPtr, int> ToBufferAndStride(this Bitmap bitmap)
{
    BitmapData bitmapData = null;

    try
    {
        bitmapData = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, bitmap.Width, bitmap.Height), 
            ImageLockMode.ReadOnly, bitmap.PixelFormat);

        return new Tuple<IntPtr, int>(bitmapData.Scan0, bitmapData.Stride);
    }
    finally
    {
        if (bitmapData != null)
            bitmap.UnlockBits(bitmapData);
    }
}

此扩展方法将在临时容器内使用：

public class BitmapContainer
{
    public PixelFormat Format { get; }

    public int Width { get; }

    public int Height { get; }

    public IntPtr Buffer { get; }

    public int Stride { get; set; }

    public BitmapContainer(Bitmap bitmap)
    {
        if (bitmap == null)
            throw new ArgumentNullException(nameof(bitmap));

        Format = bitmap.PixelFormat;
        Width = bitmap.Width;
        Height = bitmap.Height;

        var bufferAndStride = bitmap.ToBufferAndStride();
        Buffer = bufferAndStride.Item1;
        Stride = bufferAndStride.Item2;
    }

    public Bitmap ToBitmap()
    {
        return new Bitmap(Width, Height, Stride, Format, Buffer);
    }
}

现在，您可以在并行执行的方法中使用BitmapContainer：

BitmapContainer container = new BitmapContainer(bitmap);

Parallel.For(0, 10, i =>
{
    Bitmap parallelBitmap = container.ToBitmap();
    // ...
});

允许多个线程访问图像

2 个答案: