C#，使用输入参数填充图像的有效方法

Question

我有一张尺寸为8192 * 8192的大图像

img

，我有3个尺寸为4096 * 4096的矩阵：

• 矩阵

  X

  包含 x 像素坐标

• 矩阵

  Y

  包含 y 像素坐标

• 矩阵

  RGB

  包含RGB值

对于矩阵中的每个值，我想用 rgb 值填充像素 x,y 处的

img

。

示例： 如果 X[0,0] = 500，Y[0,0] = 200 且 RGB[0,0] = (255,0,0)，则大图像[500,200] = (255,0,0)

到目前为止我有这个

 public void Test()
 {
     Image<Bgr, byte> img = new(8196, 8192);

     //Parameter
     int size = 4096;
     Image<Gray, int> X = new(size, size);
     Image<Gray, int> Y = new(size, size);
     Image<Bgr, byte> rgb = new(size, size);
    
     //Timer
     Stopwatch cs = new Stopwatch();
     cs.Start();

     Parallel.For(0, size, i =>
     {
         for (int j = 0; j < size; j++)
         {
             int xTarget = (int)X[i, j].Intensity;
             int yTarget = (int)Y[i, j].Intensity;
             Bgr bgrTarget = rgb[i, j];

             img[xTarget, yTarget] = bgrTarget;

         }
     });

     cs.Stop();
     MessageBox.Show(cs.ElapsedMilliseconds.ToString());
 }

有没有更有效的方法？

Answer 1

有没有更有效的方法？

其实不然。您需要至少处理每个 X/Y 像素一次，因此您无法获得任何算法改进。

可能会得到一些微观优化。例如，当从 X 和 Y 图像中读取值时，代码会将整数转换为双精度型，然后再转换回来，这可能会降低一些性能。使用不安全的代码和指针也可能会稍微快一些。但我不确定在不放弃 emgu 图像的情况下是否可以解决这两个问题。但我希望这只是相当小的改进。

我主要担心的是代码不是确定性的。如果存在任何重复的 x 和 y 坐标，则不会得到一致的结果。在不同时间运行具有相同输入的代码可能会导致不同的输出。我无法判断是否会发生这种情况，或者这是否会成为问题。

另一个潜在问题是您正在写入 24 位每像素图像。这意味着像素将不是 4 字节对齐的。我认为写入仍然应该是原子的，因此是线程安全的。但我相当确定这至少会损害性能，因为 CPU 喜欢以较大的块跟踪内存，而跨块边界的操作往往会受到影响。因此，我至少会尝试在 rgb 图像中使用 bgra（即每像素 32 位，对齐得更好）作为输出格式，看看它是否有任何区别。

Answer 2

避免在 Parallel.For 内使用异步：通常不需要在 Parallel.For 循环内使用异步，除非您在循环内执行一些异步 I/O 操作。删除不必要的异步应该可以提高性能。

避免不必要的数组访问：每次执行 X[i, j].Intensity 或类似操作时，您都在执行数组访问，这会产生开销。相反，请考虑将值缓存在局部变量中。

更正循环大小：大小 - 0，这只是大小。