Как я могу ускорить этот класс гистограммы?
-
06-07-2019 - |
Вопрос
Предполагается, что он рассчитывает гистограмму 8-битного изображения в градациях серого. С тестовым растровым изображением 1024x770 время CreateTime составляет около 890 мс. Как я могу сделать это (путь, путь) быстрее?
РЕДАКТИРОВАТЬ: я должен отметить, что на самом деле это еще не вычисляет гистограмму, он только получает значения из растрового изображения. Поэтому я действительно должен был спросить, каков самый быстрый способ получить все значения пикселей из 8-битного изображения в градациях серого?
public class Histogram {
private static int[,] values;
public Histogram(Bitmap b) {
var sw = Stopwatch.StartNew();
values = new int[b.Width, b.Height];
for (int w = 0; w < b.Width; ++w) {
for (int h = 0; h < b.Height; ++h) {
values[w, h] = b.GetPixel(w, h).R;
}
}
sw.Stop();
CreateTime = (sw.ElapsedTicks /
(double)Stopwatch.Frequency) * 1000;
}
public double CreateTime { get; set; }
}
Решение
Основной алгоритм гистограммы выглядит примерно так:
int[] hist = new hist[256];
//at this point dont forget to initialize your vector with 0s.
for(int i = 0; i < height; ++i)
{
for(int j = 0 ; j < widthl ++j)
{
hist[ image[i,j] ]++;
}
}
Алгоритм суммирует, сколько пикселей со значением 0 у вас есть, сколько со значением = 1 и так далее. Основная идея состоит в том, чтобы использовать значение пикселя в качестве индекса для позиции гистограммы, где вы будете считать.
У меня есть одна версия этого алгоритма, написанная для C # с использованием неуправляемого кода (это быстро). Я не знаю, быстрее ли это, чем ваш, но вы можете взять его и протестировать, вот код:
public void Histogram(double[] histogram, Rectangle roi)
{
BitmapData data = Util.SetImageToProcess(image, roi);
if (image.PixelFormat != PixelFormat.Format8bppIndexed)
return;
if (histogram.Length < Util.GrayLevels)
return;
histogram.Initialize();
int width = data.Width;
int height = data.Height;
int offset = data.Stride - width;
unsafe
{
byte* ptr = (byte*)data.Scan0;
for (int y = 0; y < height; ++y)
{
for (int x = 0; x < width; ++x, ++ptr)
histogram[ptr[0]]++;
ptr += offset;
}
}
image.UnlockBits(data);
}
static public BitmapData SetImageToProcess(Bitmap image, Rectangle roi)
{
if (image != null)
return image.LockBits(
roi,
ImageLockMode.ReadWrite,
image.PixelFormat);
return null;
}
Я надеюсь, что смогу вам помочь.
Другие советы
Вы захотите использовать метод Bitmap.LockBits для доступа к данным пикселей. Это является хорошим справочным материалом по процессу. По сути, вам нужно будет использовать unsafe
код для перебора растровых данных.
Вот копия / вставляемая версия функции, с которой я столкнулся, основываясь на этой теме.
Небезопасный код ожидает, что растровое изображение будет Format24bppRgb, и если это не так, оно преобразует растровое изображение в этот формат и будет работать с клонированной версией.
Обратите внимание, что вызов image.Clone () будет сброшен, если вы передадите растровое изображение в формате индексированных пикселей, например Format4bppIndexed.
Требуется ~ 200 мс, чтобы получить гистограмму из изображения 9100x2048 на моем компьютере разработчика.
private long[] GetHistogram(Bitmap image)
{
var histogram = new long[256];
bool imageWasCloned = false;
if (image.PixelFormat != PixelFormat.Format24bppRgb)
{
//the unsafe code expects Format24bppRgb, so convert the image...
image = image.Clone(new Rectangle(0, 0, image.Width, image.Height), PixelFormat.Format24bppRgb);
imageWasCloned = true;
}
BitmapData bmd = null;
try
{
bmd = image.LockBits(new Rectangle(0, 0, image.Width, image.Height), ImageLockMode.ReadOnly,
PixelFormat.Format24bppRgb);
const int pixelSize = 3; //pixels are 3 bytes each w/ Format24bppRgb
//For info on locking the bitmap bits and finding the
//pixels using unsafe code, see http://www.bobpowell.net/lockingbits.htm
int height = bmd.Height;
int width = bmd.Width;
int rowPadding = bmd.Stride - (width * pixelSize);
unsafe
{
byte* pixelPtr = (byte*)bmd.Scan0;//starts on the first row
for (int y = 0; y < height; ++y)
{
for (int x = 0; x < width; ++x)
{
histogram[(pixelPtr[0] + pixelPtr[1] + pixelPtr[2]) / 3]++;
pixelPtr += pixelSize;//advance to next pixel in the row
}
pixelPtr += rowPadding;//advance ptr to the next pixel row by skipping the padding @ the end of each row.
}
}
}
finally
{
if (bmd != null)
image.UnlockBits(bmd);
if (imageWasCloned)
image.Dispose();
}
return histogram;
}