平均计算速度更快(openCV,C++)

Question

我正在计算C++中图像内多个平方区域的平均值.因此,我在图像上移动一个平方区域,并使用openCV"mean"函数计算平均值,但用std替换它.平均计算(见下文),这意外地更快.然而,在Android设备上需要大约8ms,因为平均计算大约需要400次(每次平均计算需要~0.025ms)

uchar rectSize = 10;
Rect roi(0,0,rectSize, rectSize);
int pxNumber = rectSize * rectSize;
uchar value;

//Shifting the region to the bottom
for(uchar y=0; y<NumberOfRectangles_Y; y++)
{
    p = outBitMat.ptr<uchar>(y);
    roi.x = rectSize;

    //Shifting the region to the right
    for(uchar x=0; x<NumberOfRectangles_X; x++, ++p)
    {
        meanCalc(normalized(roi),rectSize, pxNumber, value);
        roi.x += rectSize;
    }

    roi.y += rectSize;
}


 void meanCalc(const cv::Mat& normalized, uchar& rectSize, int& pxNumber, uchar& value)
{
   for(uchar y=0; y < rectSize; y++)
   {
      p = normalized.ptr<uchar>(y);

      for(uchar x=0; x < rectSize; x++, ++p)
      {
        sum += *p;
      }
   }
   value =  sum / (float)pxNumber;
}

有没有办法加速图像内每个矩形窗口的平均计算？我可以做一些像素前排序,只计算一次平均值并加快速度吗？

提前致谢

更新

基于用户6502的答案和使用总和表,我得出以下结果:

Mat tab;
integral(image,tab);
int* input = (int*)(tab.data);
value = (input[yStart*tabWidth + xStart] + input[(yStart+rectSize)*tabWidth + xStart+rectSize]
                   - input[yStart*tabWidth + xStart+rectSize] - input[(yStart+rectSize)*tabWidth + xStart]) / (double)pxNumber;

因此这个功能需要几乎相同的时间.在计算大量重叠区域时,总和表是否有用？因为在我的情况下,我只触摸每个像素进行一次计算.

Answer 1

您可以通过预先计算" 求和区域表 " 来计算恒定时间内任意矩形的平均值(与矩形大小无关).

你需要计算一个表,其中的元素(i, j)是所有原始数据的矩形中的总和从(0, 0)到(i, j),这可以在一个单一的传过来的数据来完成.

获得表后(x0, y0),(x1, y1)可以在恒定时间内计算和之间的值之和:

tab(x0, y0) + tab(x1, y1) - tab(x0, y1) - tab(x1, y0)

要了解算法如何工作更容易首先想到的一维情形:在固定时间计算从值的总和v[x0]来v[x1]你可以预先计算表

st[0] = v[0];
for (int i=1; i<n; i++) st[i] = st[i-1] + v[i];

然后你可以用差值st[x1] - st[x0]来知道原始数据的任何间隔的总和.

该算法确实可以很容易地扩展到n维度.

此外,它可能在第一眼看上不明显,但是可以为多核架构实现求和区域表的预计算以利用并行执行.

对于2d,简单分解是考虑计算2d和表与计算每行上的1d和表然后计算结果上每列的1d和表相同.