使用Emgu CV迭代图像像素

Question

使用Emgu CV迭代图像像素

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我想要迭代所有图像像素并与搜索模式进行比较。使用 C# 编写，希望获得最佳性能。我找到了 Emgu CV，这是 Intel OpenCV 的一个包装器，但我不知道如何正确使用 Emgu。有谁知道我该怎么做吗？Image 对象的 Data 属性是什么？它是否是图像数据？如果是，哪个值是什么？谢谢。

更新：

我已经在 C# 中编写了我的功能，但速度太慢了！我已经有一个用 C 编写的算法，我将其翻译成了 C#。C# 比 C 慢 3 到 4 倍！（我的函数几乎迭代每个图像像素以在图像中寻找形状。-> Hugh 变换）

好吧，我听说不安全的代码可能会更快，因为它不检查数组边界等等。这是真的吗？不安全的代码直接在物理机器上运行吗？

无论如何，我试图将不安全的代码放入我的功能中。但我无法获取指向我的三维数组的指针或使用指针访问三维数组。我该如何使用不安全代码重新编写上面的代码？这样做会带来额外的性能提升吗？甚至可以像 C 代码一样快吗？

- Benks

2个回答

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我想要补充@Luce Del Tongo和@Dent7777已经详细回答的内容，提供使用emgucv对图像数据进行每个值操作的另一种解决方案。虽然我的测试（相同的方法）显示出与上面的最终解决方案相当的性能，但我认为这是一个有价值的替代方案。

Image.Convert()方法有许多强大的重载，可以用于在调用图像上应用委托函数以每个值返回相同或不同TDepth的结果图像。请参见http://www.emgu.com/wiki/index.php/Working_with_Images中的“通用操作”以获取更多详细信息。

最重要的是能够将最多三个附加图像作为参数传递给Convert方法，其中包含的数据将传递给委托。

例如，一个复杂的滤波器：

// From the input image "original"
Image<Bgr, Byte> original = new Image<Bgr, byte>(1024, 768);

// I wish to produce an image "result"
Image<Gray, double> result = new Image<Gray, double>(1024, 768);

// Whereby each "result" pixel is
Bgr originalPixel;
double resultPixel =
(0.5 + Math.Log(originalPixel.Green) -
(0.5 * Math.Log(originalPixel.Red)) -
(0.5 * Math.Log(originalPixel.Blue)));

使用之前答案中提供的解决方案：

byte[,,] sourceData = original.Data;
double[,,] resultData = result.Data;
for (int i = original.Rows - 1; i >= 0; i--)
{
    for (int j = original.Cols - 1; j >= 0; j--)
    {
        resultData[i,j,0] =
        (0.5 + Math.Log(sourceData[i, j, 1]) -
        (0.5 * Math.Log(sourceData[i, j, 2])) -
        (0.5 * Math.Log(sourceData[i, j, 0])));
    }
}

我的机器平均时间：(676毫秒)

或者，我可以在原始图像的蓝色通道上调用Convert方法，并将另外两个通道作为参数传递，同时传递一个相应签名的委托方法来执行计算：

result =
    original[0].Convert<byte, byte, double>(
    original[1],
    original[2],
    Compute);

在哪里：

private double Compute(byte B, byte G, byte R)
{
    return (0.5 + Math.Log(G) - (0.5 * Math.Log(R)) - (0.5 * Math.Log(B)));
}

我的机器平均时间：(674毫秒)

也许只是个人偏好，但我希望这对某个地方的某个人有所帮助。

- George Kerwood

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Luca Del Tongo · Accepted Answer

根据Emgu网站的说法，主要有两种策略：

安全（慢）方式

假设您正在处理一个 Image<Bgr, Byte>。您可以通过调用以下方法来获取第y行第x列的像素：

Bgr color = img[y, x];

在第y行和第x列上设置像素也很简单。

img[y,x] = color;

一种快速的方法

图像像素值存储在Data属性中，这是一个3D数组。好的，这是真实的情况，但并没有说明如何在实际场景中做到这一点。让我们看一些可行的代码，然后讨论性能和优化：

Image<Bgr, Byte> original = newImage<Bgr, byte>(1024, 768);
Stopwatch evaluator = newStopwatch(); 

int repetitions = 20;
Bgr color = newBgr(100, 40, 243);

evaluator.Start();

for (int run = 0; run < repetitions; run++)
{
    for (int j = 0; j < original.Cols; j++)
    {
        for (int i = 0; i < original.Rows; i++)
        {
            original[i, j] = color;
        }
    }
}

evaluator.Stop();
Console.WriteLine("Average execution time for {0} iteration \n using column per row access: {1}ms\n", repetitions, evaluator.ElapsedMilliseconds / repetitions);

这是使用安全的缓慢的设置图像像素的方法，在20次运行后得到的平均运行时间。在我的计算机上，需要1021毫秒...

因此，在循环和设置等于1024*768像素数量时，平均时间为1021毫秒。我们可以通过逐行循环来稍微改进一下。

因此，让我们稍微重构一下代码，并使用直接的Image.Data属性来加快速度：

evaluator.Reset();
evaluator.Start();

for (int run = 0; run < repetitions; run++)
{
    for (int i = 0; i < original.Rows; i++)
    {
        for (int j = 0; j < original.Cols; j++)
        {
            original.Data[i, j, 0] = 100;
            original.Data[i, j, 1] = 40;
            original.Data[i, j, 2] = 243;
        }
    }
}

evaluator.Stop();
Console.WriteLine("Average execution time for {0} iterations \n using Data property: {1}ms\n", repetitions, evaluator.ElapsedMilliseconds / repetitions);

在我的电脑上，执行时间为519毫秒。因此我们获得了50%的性能提升。执行时间缩短了一倍。

所以仔细查看代码并牢记我们使用的是C#，我们可以进行一个小改变，从而大幅度地提高图片像素设置的性能... 我们不应该在循环内部使用C#属性!!!

evaluator.Reset();
evaluator.Start();

byte[,,] data = original.Data;

for (int run = repetitions - 1; run >= 0; run--)
{
    for (int i = original.Rows - 1; i >= 0; i--)
    {
        for (int j = original.Cols - 1; j >= 0; j--)
        {
            data[i, j, 0] = 100;
            data[i, j, 1] = 40;
            data[i, j, 2] = 243;
        }
    }
}

evaluator.Stop();

使用这段最新的代码，由于正确地使用C#语言，您将获得巨大的性能提升(73ms)。