在OpenCV二值图像中高效地计算“白色”像素数量

Question

我正在尝试计算OpenCV二进制图像中所有白色像素的数量。 我目前的代码如下：

  whitePixels = 0;
  for (int i = 0; i < height; ++i)
    for (int j = 0; j < width; ++j)
      if (binary.at<int>(i, j) != 0)
        ++whitePixels;

然而，通过使用gprof进行分析后，我发现这段代码非常缓慢，是程序中的一个重要瓶颈。

是否有一种方法可以更快地计算相同的值？

- Bill Cheatham

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你尝试过改变高度和宽度吗？我的意思是先循环宽度，然后再循环高度？这可能会改善循环，具体取决于图像在内存中的布局。 - Yochai Timmer

你能直接访问图像数据而不是通过这个at()函数吗？ - jrok

按照jrok的建议做可能会更快。我想知道这个常见问题解答条目是否相关。 - Brian

谢谢大家，我觉得直接访问数据是正确的方法。而且有种感觉告诉我改变循环的顺序会更快。我会试一试的。 - Bill Cheatham

在调试模式下，at()函数非常慢，尽管在发布模式下几乎与直接指针访问一样快。它包含一个CV_DbgAssert()来检查边界，这是一种懒惰的方法。 - Sam

很好的评论@vasile，我确实处于调试模式。很好知道。 - Bill Cheatham

Answer 1

cv::CountNonZero。通常情况下，OpenCV实现的任务都经过了大量优化。

- Josh Bleecher Snyder

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@karlphillip 你是指cv::countNonZero吗？ - Josh Bleecher Snyder

完美，一个优化的内置函数。正是我在寻找的。 - Bill Cheatham

在答案中添加了当前文档链接（可以在将来进行更新，不像此评论）。 - handle

Answer 2

你可以使用并行计算。将图像分成N个部分，在不同的线程中运行代码，然后获取每个线程的结果，最后将这些结果相加以获得最终的结果。

- Cristian Rodriguez

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如果正确实现，Bill的算法应该是内存绑定而不是CPU绑定。在普通台式电脑上，通常并行化对于内存绑定任务没有帮助。 - Brian

Answer 3

实际上，binary.at<int>(i, j) 是一种较慢的访问方式！

这里有一个简单的代码，比你的访问速度更快。

for (int i = 0; i < height; ++i)
{
uchar * pixel = image.ptr<uchar>(i);
    for (int j = 0; j < width; ++j)
{
  if(pixel[j]!=0)
   {
      //do your job
   }
}
}

- Binja

Answer 4

在一行中的最后一个像素通常会跟随着下一行中的第一个像素（C 代码）：

limit=width*height;
i=0;
while (i<limit)
{
  if (binary.at<int>(0,i) != 0) ++whitePixels;
  ++i;
}

- Olof Forshell

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或者将其实现为滑动指针，这将消除索引。 - Olof Forshell

同时测试[i]和[i+1]处的两个值，并将索引/指针加2。这样可以减少一半的循环次数。 - Olof Forshell

在使用isContinuous()方法之前，应该对矩阵进行连续性测试。如果矩阵不连续，这个方法就会失败。 - Jean-Philippe Jodoin