如何使用不安全代码或封送处理在 C# 中加速位图处理？

在 C# 中优化位图处理

简介

对于图像处理任务，有效处理 Bitmap 对象中的像素数据至关重要。 但是，标准 Bitmap.GetPixel() 和 Bitmap.SetPixel() 方法在处理大图像时可能会非常慢。本文探讨了通过有效地将位图数据与字节数组相互转换来显着提高性能的技术。

高速位图到字节数组的转换：不安全代码

不安全代码提供直接内存访问，从而可以更快地操作原始像素数据。 通过使用BitmapData和LockBits，您可以获得指向位图第一条扫描线的指针。 然后，指针算法允许通过每个像素进行有效迭代，访问各个 RGB 字节组件。

不安全代码示例：

public unsafe Image ThresholdUA(float thresh)
{
    Bitmap b = new Bitmap(_image);
    BitmapData bData = b.LockBits(new Rectangle(0, 0, _image.Width, _image.Height), ImageLockMode.ReadWrite, b.PixelFormat);
    byte bitsPerPixel = GetBitsPerPixel(bData.PixelFormat);
    byte* scan0 = (byte*)bData.Scan0.ToPointer();

    // ... pixel processing using pointer arithmetic ...

    b.UnlockBits(bData);
    return b;
}

托管位图到字节数组的转换：封送处理

编组提供了一种更安全、托管的替代方案，用于将位图数据转换为字节数组。 Marshal.Copy() 有效地将像素数据从 BitmapData.Scan0 指针复制到预分配的字节数组。 处理完毕后，用同样的方法将修改后的数据复制回来。

编组示例：

public Image ThresholdMA(float thresh)
{
    Bitmap b = new Bitmap(_image);
    BitmapData bData = b.LockBits(new Rectangle(0, 0, _image.Width, _image.Height), ImageLockMode.ReadWrite, b.PixelFormat);
    int size = bData.Stride * bData.Height;
    byte[] data = new byte[size];
    Marshal.Copy(bData.Scan0, data, 0, size);

    // ... process byte array data ...

    Marshal.Copy(data, 0, bData.Scan0, data.Length);
    b.UnlockBits(bData);
    return b;
}

性能分析

不安全代码和封送处理之间的最佳选择取决于应用程序的性能需求。 不安全代码提供卓越的速度，但需要仔细处理以防止内存错误。 编组更安全，但性能稍差。 应根据项目的具体需求选择最佳方法。

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