如何使用并行计算从 BufferedImage 中获取 RGB 像素的 int[]？

Question

我正在尝试使用并行计算从 BufferedImage 获取像素的 int[]。更具体地说，我将图像从宽度分成 64 位的块并计算每个部分的像素。我使用并行计算的主要原因是我正在开发一个视频播放器，我想使用多线程来解析帧像素。

通常，您可以使用以下代码轻松获取所有像素：

(1a)

final int width = image.getWidth();
final int[] pixels = image.getRGB(0, 0, width, image.getHeight(), null, 0, width );

但是，就我而言，我尝试使用IntStream 和parallel() 方法来帮助并行化该过程：

(1b)

  public static int[] getRGBFast(@NotNull final BufferedImage image) {
    final int width = image.getWidth();
    final int height = image.getHeight();
    final int[] rgb = new int[width * height];
    final int num = width / 64;
    final int leftover = width - num * 64;
    IntStream.range(0, num + (width % 64 == 0 ? 0 : 1))
        .parallel()
        .forEach(chunk -> {
          final int pixel = chunk << 6;
          if (chunk == num) {
            image.getRGB(pixel, 0, leftover, height, rgb, 0, width);
          } else {
            image.getRGB(pixel, 0, 64, height, rgb, 0, width);
          }
        });
    return rgb;
  }

比较(1a) 和(1b) 的结果时，似乎几乎所有像素都放错了位置。我使用以下代码来比较两个数组：

    for (int i = 0; i < rgb.length; i++) {
      final int color = rgb[i];
      final int old = original[i];
      if (color != old) {
        System.out.printf("Index: %d mismatch [%d,%d]%n", i, color, old);
      }
    }

最后几千行的结果are as follows。它后面还有更多行显示像素不匹配。在视觉方面，我运行了 10 次代码并显示了它的图像。出于一个奇怪的原因，每次迭代的结果似乎都不同：

作为参考，原图如下：

我不确定我的算法在哪里存在缺陷。谁能指出我遇到的可能问题？

Answer 1

在这段代码中，

  if (chunk == num) {
    image.getRGB(pixel, 0, leftover, height, rgb, 0, width);
  } else {
    image.getRGB(pixel, 0, 64, height, rgb, 0, width);
  }

getRGB 的 offset 参数始终为零。因此，每个块都将被写入数组的“最左边”部分（当数组被解释为 2D width x height 图像时最左边的部分），偏移量为零。不同的线程写入同一个区域，最后一个运行“wins”，逐个运行，逐行，甚至逐个像素地变化 - 这解释了不同的结果和故障。

为了避免移动块，偏移量应该与x坐标相匹配（一般来说，偏移量应该是左上角像素的索引，x + y * width，这里y为零，所以只剩下x ): (未测试)

  if (chunk == num) {
    image.getRGB(pixel, 0, leftover, height, rgb, pixel, width);
  } else {
    image.getRGB(pixel, 0, 64, height, rgb, pixel, width);
  }

顺便说一句，我建议沿其y 轴而不是x 轴划分图像，以便每个线程复制的区域是连续的。这不是更正确，但它可能更有效，也不会更困难。