如何更快地将位图转换为 byte[,,]？答案

【问题标题】：How to convert Bitmap to byte[,,] faster?如何更快地将位图转换为 byte[,,]？
【发布时间】：2011-06-08 03:23:45
【问题描述】：

我写了函数：

    public static byte[, ,] Bitmap2Byte(Bitmap image)
    {
        int h = image.Height;
        int w = image.Width;

        byte[, ,] result= new byte[w, h, 3];

        for (int i = 0; i < w; i++)
        {
            for (int j = 0; j < h; j++)
            {
                Color c= image.GetPixel(i, j);
                result[i, j, 0] = c.R;
                result[i, j, 1] = c.G;
                result[i, j, 2] = c.B;
            }
        }

        return result;
    }

但转换 1800x1800 图像需要将近 6 秒。我可以更快地做到这一点吗？

编辑：
好的，我找到了这个：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.drawing.imaging.bitmapdata.aspx
有很好的例子。我唯一的问题是关于Marshal.Copy。我可以让它直接将数据复制到byte[,,]吗？

编辑 2： ~~好的，有时我得到奇怪的像素值，它们似乎不遵循 r0 g0 b0 r1 g1 b1 规则。为什么？~~ 没关系。想通了。

编辑 3： 做好了。 0,13s 与 5,35s :)

【问题讨论】：

尝试交换循环：您当前正在迭代图像的列，但位图存储在行中。交换循环允许更好的缓存行为，这应该在一定程度上提高性能（尽管可能不会太多）。
你是对的。 5,65 秒前。 5.35 秒后。
@Miko：您可能想再次运行该测试几次。两者之间应该没有任何区别。
@MusiGenesis：虽然我无法消除在 这种情况 或通常在 C# 中无法检测到差异的可能性，但我可以向您保证其背后的理论是合理的。它与 CPU 缓存的工作方式有关：它始终存储 X 字节的块，即使请求较少，因此通过按实际存储的顺序迭代数据，可以更频繁地使用缓存。当然，这是一种微优化，但它不会损害可读性，如果您正在寻找使代码运行得更快的方法，那么每一点都会有所帮助。
@Miko：这是我告诉你谷歌的错，但不要使用Marshal.Copy。请参阅此答案：stackoverflow.com/questions/740555/…

标签： c# winforms image-processing bitmap

【解决方案1】：

您可以通过使用从Bitmap.LockBits 返回的BitmapData 对象来大大加快速度。谷歌“C# Bitmap LockBits”获取大量示例。

GetPixel 非常缓慢，非常缓慢，使其（具有讽刺意味的是）完全不适合处理单个像素。

【讨论】：

是的，GetPixel 可能是访问位图最慢的方式。
@Gabe：我不同意。最慢的方法是将每个像素值手写在一张纸上，然后邮寄给居住在西伯利亚的开发人员。
LockBits 将为您提供一个像素数组，即 [row 0][row 1][row 2]...[row nRows-1]，其中 [row] 是像素的列长度。只需记住公式 index = (j * rowLength) + i，它会为您提供像素数组中像素的偏移量。这也解释了迈克尔的评论。
+1 是的，GDI+ 中任何重要的图像操作都需要原始内存访问。
@MusiGenesis：亲自交给他们比邮寄要慢得多:)

【解决方案2】：

我一直在想这个问题。

在 .NET 4.0 中，Microsoft 引入了 Parallel 库。基本上，它的作用是有一个 Parallel.For 方法，它会自动产生许多线程来帮助工作。例如，如果您最初有一个 For(int i =0;i

Color c
 lock(obraz) 
{
  c =  obraz.GetPixel(..)
}
...

获取像素时。

如果您需要更多关于并行性的解释，在您花一些时间研究它之前，我真的无法为您提供帮助，因为它是一个庞大的研究领域。

【讨论】：

你能解释一下吗？我对并行循环一无所知。
@Miko：我不会去那里。由于位图在 .Net 中是如何工作的，并行化这个过程可能会使它变得更慢。
@MusiGenesis，实际上我已经在图像处理的类似领域做到了这一点，而且速度非常快。
获取指向原始内存的指针会更快，为什么要复杂化呢？
@dko：并行化对于 .Net Bitmap 及其 GetPixel/SetPixel 方法以外的任何东西都将是一个巨大的好处。最好的解决方案可能是从 Bitmap 生成 BitmapData 对象，然后以并行方式操作 BitmapData。但是，大部分性能改进都来自于一开始就没有使用 GetPixel。

【解决方案3】：

我刚试过并行For。
如果没有位图上的SyncLock，它将无法工作。
它表示该对象正在使用中。
所以它几乎可以正常工作，连续哈哈......真是一团糟。

    For xx As Integer = 0 To 319
        pq.ForAll(Sub(yy)
                      Dim Depth = getDepthValue(Image, xx, yy) / 2047
                      Dim NewColor = Depth * 128
                      Dim Pixel = Color.FromArgb(NewColor, NewColor, NewColor)
                      SyncLock Bmp2
                          Bmp2.SetPixel(xx, yy, Pixel)
                      End SyncLock
                  End Sub)
    Next

如果您想知道，这是转换 kinect 的 depth map -> bitmap。
Kinect 的深度范围是 11bit(0-2047)，代表距离而不是颜色。

【讨论】：