在没有 OpenCV 的 C++ 中从 RGB 数组中拆分通道答案

【问题标题】：Split channels from RGB array in C++ without OpenCV在没有 OpenCV 的 C++ 中从 RGB 数组中拆分通道
【发布时间】：2014-02-07 16:58:46
【问题描述】：

我在 C++ 中使用一组 unsigned char 表示图像中的像素。每个像素有 3 个通道 (R,G,B)。图像是线性表示的，有点像

RGBRGBRGBRGB.....

如何有效地将 R、G 和 B 拆分为单独的数组？

我试过了：

  for(int pos = 0; pos < srcWidth * srcHeight; pos++) {
      int rgbPos = pos * 3;
      splitChannels[0][pos] = rgbSrcData[rgbPos];
      splitChannels[1][pos] = rgbSrcData[rgbPos + 1];
      splitChannels[2][pos] = rgbSrcData[rgbPos + 2];
  }

但这出奇的慢。

谢谢！

【问题讨论】：

您是否检查过这个循环需要多长时间才能运行，不包括任何其他代码？它看起来不应该很慢。另外，您有什么理由必须拆分它们吗？如果您需要特定的颜色，为什么不直接循环并使用 pos
是的，它很慢。 3MP 图像大约需要 7 毫秒。我必须拆分它们才能调用另一个库。
嗯，7*10^-3 秒 * 2 GigaHertz（例如）获得 1400 万次操作。 1400 万次操作听起来适合 3MP 图像。至少是正确的数量级。虽然，这是一个非常粗略的估计，我在这方面没有太多经验，所以我可能完全错了，但感觉很合理。
也许有办法让它进入 SSE？移动字节似乎很慢。
二维目标数组是以通道为主的顺序设置的，因此单个像素的三个颜色分量在内存中以 srcWidth*srcHeight 字节分隔，这可能会降低缓存效率。试试 splitChannels[lotsa_pixels][3]。

标签： c++ image optimization image-processing

【解决方案1】：

我的尝试：四乘四加载和存储字节。字节加扰会很繁琐，但可能会提高吞吐量。

// Load 4 interleaved pixels
unsigned int RGB0= ((int*)rgbSrcData)[i];
unsigned int RGB1= ((int*)rgbSrcData)[i + 1];
unsigned int RGB2= ((int*)rgbSrcData)[i + 2];

// Rearrange and store 4 unpacked pixels
((int*)splitChannels[0])[j]= 
    (RGB0 & 0xFF) | (RGB0 >> 24) | (RGB1 & 0xFF0000) | ((RGB2 & 0xFF00) << 16);
((int*)splitChannels[1])[j]= 
    ((RGB0 & 0xFF00) >> 8) | (RGB1 & 0xFF) | (RGB1 >> 24) | (RGB2 & 0xFF0000) >> 16;
((int*)splitChannels[2])[j]= 
    ((RGB0 & 0xFF0000) >> 16) | (RGB1 & 0xFF00) | ((RGB2 & 0xFF) >> 16) | (RGB2 & 0xFF000000);

（注意：未选中！）也可以使用仅移位版本。

SSE 解决方案会更复杂（步幅 3 与 2 的幂不兼容）。

【讨论】：

谢谢，这是个好主意。我试过了，它快了大约 10%。所有的字节序都很难做到正确。
酷！鉴于开销很大，我不确定这是否有效。即使代码有问题，计时测量也应该是指示性的。因此，可能值得从头开始编写代码并节省几个周期......
我实际上不得不放弃它，有一些改进，但还不足以让它变得可行。很难做到正确。
如果你想获得纯粹的性能，那么 MMX/SSSE3 指令 pshufb 和 punpckxxx 是你最好的朋友。一次加载 3 x 8/16 字节并进行置换。

【解决方案2】：

一个用来让它运行得更快的好技术是循环展开。你可以在这里阅读：http://en.wikipedia.org/wiki/Loop_unwinding

【讨论】：

它没有帮助。我猜编译器在启用 -O3 时已经这样做了？
你的放松因素是什么？
我没有提供一个因素，只是一个标志？ -O3 我相信，但不确定有多少。