灌篮少年 发表于 2022-9-5 02:54:43

高效编写C#图像处理程序(3) Rgb=>Lab,图像缺陷检测的案例

大家好,有没有朋友最近项目需要检测图像是否存在​​偏色​​、过亮、模糊等缺陷。由于主要用在视频监控上,对性能要求比较高。有几项检测必须要在Lab彩色下进行,而众所周知Rgb => Lab 计算量较大,C#搞得定搞不定?测试表明,用纯C#编写的Rgb => Lab代码在性能上与C编写的Rgb => Lab代码极为接近。
1. Rgb24和Lab24

Rgb是电脑上使用较多的彩色空间,Lab是针对人的感知设计的均匀彩色空间,很多情况下进行彩色图像分析,需要在Rgb彩色空间和Lab彩色空间之间进行转化。关于Lab彩色空间的详细介绍和Rgb空间与Lab空间的转换公式见维基百科的对应词条 ​​Lab色彩空间​​,本文不再叙述。
使用Rgb24和Lab24两个struct定义Rgb彩色空间的像素和Lab彩色空间的像素。
 
Rgb24 与 Lab24
1 public partial struct Rgb24<br>2 {<br>3   public static Rgb24 WHITE = new Rgb24 { Red = 255, Green = 255, Blue = 255 };<br>4   public static Rgb24 BLACK = new Rgb24();<br>5   public static Rgb24 RED = new Rgb24 { Red = 255 };<br>6   public static Rgb24 BLUE = new Rgb24 { Blue = 255 };<br>7   public static Rgb24 GREEN = new Rgb24 { Green = 255 };<br>8         <br>9   <br>10   public Byte Blue;<br>11   <br>12   public Byte Green;<br>13   <br>14   public Byte Red;<br>15         <br>16   public Rgb24(int red, int green, int blue)<br>17   {<br>18         Red = (byte)red;<br>19         Green = (byte)green;<br>20         Blue = (byte)blue;<br>21   }<br>22         <br>23   public Rgb24(byte red, byte green, byte blue)<br>24   {<br>25         Red = red;<br>26         Green = green;<br>27         Blue = blue;<br>28   }<br>29 }          <br>30         <br>31 public partial struct Lab24<br>32 {<br>33   public byte L;<br>34   public byte A;<br>35   public byte B;<br>36         <br>37   public Lab24(byte l,byte a,byte b)<br>38   {<br>39         L = l;<br>40         A = a;<br>41         B = b;<br>42   }<br>43         <br>44   public Lab24(int l,int a,int b)<br>45   {<br>46         L = (byte)l;<br>47         A = (byte)a;<br>48         B = (byte)b;<br>49   }<br>50 } 
 
Lab空间参照OpenCV,用一个byte来表示Lab空间的每个通道值,以求提高性能。由于标准的Lab空间中a和b通道是可付的,Lab24中的A、B值减去128,就是标准Lab空间的a,b通道值。
2. Rgb24Lab24 的实现

OpenCV中BgrLab是用C语言实现的,下面将它转换为C#代码:
 
Rgb24 <=> Lab24   <br>1 public sealed class UnmanagedImageConverter<br>2 {<br>3   /* 1024*((./255)**(1./3)) */<br>4   static ushort[] icvLabCubeRootTab = new ushort[] {<br>5   0,161,203,232,256,276,293,308,322,335,347,359,369,379,389,398,<br>6   406,415,423,430,438,445,452,459,465,472,478,484,490,496,501,507,<br>7   512,517,523,528,533,538,542,547,552,556,561,565,570,574,578,582,<br>8   586,590,594,598,602,606,610,614,617,621,625,628,632,635,639,642,<br>9   645,649,652,655,659,662,665,668,671,674,677,680,684,686,689,692,<br>10   695,698,701,704,707,710,712,715,718,720,723,726,728,731,734,736,<br>11   739,741,744,747,749,752,754,756,759,761,764,766,769,771,773,776,<br>12   778,780,782,785,787,789,792,794,796,798,800,803,805,807,809,811,<br>13   813,815,818,820,822,824,826,828,830,832,834,836,838,840,842,844,<br>14   846,848,850,852,854,856,857,859,861,863,865,867,869,871,872,874,<br>15   876,878,880,882,883,885,887,889,891,892,894,896,898,899,901,903,<br>16   904,906,908,910,911,913,915,916,918,920,921,923,925,926,928,929,<br>17   931,933,934,936,938,939,941,942,944,945,947,949,950,952,953,955,<br>18   956,958,959,961,962,964,965,967,968,970,971,973,974,976,977,979,<br>19   980,982,983,985,986,987,989,990,992,993,995,996,997,999,1000,1002,<br>20   1003,1004,1006,1007,1009,1010,1011,1013,1014,1015,1017,1018,1019,1021,1022,1024,<br>21   1025,1026,1028,1029,1030,1031,1033,1034,1035,1037,1038,1039,1041,1042,1043,1044,<br>22   1046,1047,1048,1050,1051,1052,1053,1055,1056,1057,1058,1060,1061,1062,1063,1065,<br>23   1066,1067,1068,1070,1071,1072,1073,1074,1076,1077,1078,1079,1081,1082,1083,1084,<br>24   1085,1086,1088,1089,1090,1091,1092,1094,1095,1096,1097,1098,1099,1101,1102,1103,<br>25   1104,1105,1106,1107,1109,1110,1111,1112,1113,1114,1115,1117,1118,1119,1120,1121,<br>26   1122,1123,1124,1125,1127,1128,1129,1130,1131,1132,1133,1134,1135,1136,1138,1139,<br>27   1140,1141,1142,1143,1144,1145,1146,1147,1148,1149,1150,1151,1152,1154,1155,1156,<br>28   1157,1158,1159,1160,1161,1162,1163,1164,1165,1166,1167,1168,1169,1170,1171,1172,<br>29   1173,1174,1175,1176,1177,1178,1179,1180,1181,1182,1183,1184,1185,1186,1187,1188,<br>30   1189,1190,1191,1192,1193,1194,1195,1196,1197,1198,1199,1200,1201,1202,1203,1204,<br>31   1205,1206,1207,1208,1209,1210,1211,1212,1213,1214,1215,1215,1216,1217,1218,1219,<br>32   1220,1221,1222,1223,1224,1225,1226,1227,1228,1229,1230,1230,1231,1232,1233,1234,<br>33   1235,1236,1237,1238,1239,1240,1241,1242,1242,1243,1244,1245,1246,1247,1248,1249,<br>34   1250,1251,1251,1252,1253,1254,1255,1256,1257,1258,1259,1259,1260,1261,1262,1263,<br>35   1264,1265,1266,1266,1267,1268,1269,1270,1271,1272,1273,1273,1274,1275,1276,1277,<br>36   1278,1279,1279,1280,1281,1282,1283,1284,1285,1285,1286,1287,1288,1289,1290,1291<br>37   };<br>38         <br>39   const float labXr_32f = 0.433953f /* = xyzXr_32f / 0.950456 */;<br>40   const float labXg_32f = 0.376219f /* = xyzXg_32f / 0.950456 */;<br>41   const float labXb_32f = 0.189828f /* = xyzXb_32f / 0.950456 */;<br>42         <br>43   const float labYr_32f = 0.212671f /* = xyzYr_32f */;<br>44   const float labYg_32f = 0.715160f /* = xyzYg_32f */;<br>45   const float labYb_32f = 0.072169f /* = xyzYb_32f */;<br>46         <br>47   const float labZr_32f = 0.017758f /* = xyzZr_32f / 1.088754 */;<br>48   const float labZg_32f = 0.109477f /* = xyzZg_32f / 1.088754 */;<br>49   const float labZb_32f = 0.872766f /* = xyzZb_32f / 1.088754 */;<br>50         <br>51   const float labRx_32f = 3.0799327f/* = xyzRx_32f * 0.950456 */;<br>52   const float labRy_32f = (-1.53715f) /* = xyzRy_32f */;<br>53   const float labRz_32f = (-0.542782f)/* = xyzRz_32f * 1.088754 */;<br>54         <br>55   const float labGx_32f = (-0.921235f)/* = xyzGx_32f * 0.950456 */;<br>56   const float labGy_32f = 1.875991f   /* = xyzGy_32f */ ;<br>57   const float labGz_32f = 0.04524426f /* = xyzGz_32f * 1.088754 */;<br>58         <br>59   const float labBx_32f = 0.0528909755f /* = xyzBx_32f * 0.950456 */;<br>60   const float labBy_32f = (-0.204043f)/* = xyzBy_32f */;<br>61   const float labBz_32f = 1.15115158f   /* = xyzBz_32f * 1.088754 */;<br>62         <br>63   const float labT_32f = 0.008856f;<br>64         <br>65   const int lab_shift = 10;<br>66         <br>67   const float labLScale2_32f = 903.3f;<br>68         <br>69   const int labXr = (int)((labXr_32f) * (1 << (lab_shift)) + 0.5);<br>70   const int labXg = (int)((labXg_32f) * (1 << (lab_shift)) + 0.5);<br>71   const int labXb = (int)((labXb_32f) * (1 << (lab_shift)) + 0.5);<br>72         <br>73   const int labYr = (int)((labYr_32f) * (1 << (lab_shift)) + 0.5);<br>74   const int labYg = (int)((labYg_32f) * (1 << (lab_shift)) + 0.5);<br>75   const int labYb = (int)((labYb_32f) * (1 << (lab_shift)) + 0.5);<br>76         <br>77   const int labZr = (int)((labZr_32f) * (1 << (lab_shift)) + 0.5);<br>78   const int labZg = (int)((labZg_32f) * (1 << (lab_shift)) + 0.5);<br>79   const int labZb = (int)((labZb_32f) * (1 << (lab_shift)) + 0.5);<br>80         <br>81   const float labLScale_32f = 116.0f;<br>82   const float labLShift_32f = 16.0f;<br>83         <br>84   const int labSmallScale = (int)((31.27 /* labSmallScale_32f*(1<<lab_shift)/255 */ ) * (1 << (lab_shift)) + 0.5);<br>85         <br>86   const int labSmallShift = (int)((141.24138 /* labSmallScale_32f*(1<<lab) */ ) * (1 << (lab_shift)) + 0.5);<br>87         <br>88   const int labT = (int)((labT_32f * 255) * (1 << (lab_shift)) + 0.5);<br>89         <br>90   const int labLScale = (int)((295.8) * (1 << (lab_shift)) + 0.5);<br>91   const int labLShift = (int)((41779.2) * (1 << (lab_shift)) + 0.5);<br>92   const int labLScale2 = (int)((labLScale2_32f * 0.01) * (1 << (lab_shift)) + 0.5);<br>93         <br>94   public static unsafe void ToLab24(Rgb24* from, Lab24* to)<br>95   {<br>96         ToLab24(from,to,1);<br>97   }<br>98         <br>99   public static unsafe void ToLab24(Rgb24* from, Lab24* to, int length)<br>100   {<br>101         // 使用 OpenCV 中的算法实现          <br>102         <br>103         if (length < 1) return;<br>104         <br>105         Rgb24* end = from + length;<br>106         <br>107         int x, y, z;<br>108         int l, a, b;<br>109         bool flag;<br>110         <br>111         while (from != end)<br>112         {<br>113             Byte red = from->Red;<br>114             Byte green = from->Green;<br>115             Byte blue = from->Blue;<br>116         <br>117             x = blue * labXb + green * labXg + red * labXr;<br>118             y = blue * labYb + green * labYg + red * labYr;<br>119             z = blue * labZb + green * labZg + red * labZr;<br>120         <br>121             flag = x > labT;<br>122         <br>123             x = (((x) + (1 << ((lab_shift) - 1))) >> (lab_shift));<br>124         <br>125             if (flag)<br>126               x = icvLabCubeRootTab;<br>127             else<br>128               x = (((x * labSmallScale + labSmallShift) + (1 << ((lab_shift) - 1))) >> (lab_shift));<br>129         <br>130             flag = z > labT;<br>131             z = (((z) + (1 << ((lab_shift) - 1))) >> (lab_shift));<br>132         <br>133             if (flag == true)<br>134               z = icvLabCubeRootTab;<br>135             else<br>136               z = (((z * labSmallScale + labSmallShift) + (1 << ((lab_shift) - 1))) >> (lab_shift));<br>137         <br>138             flag = y > labT;<br>139             y = (((y) + (1 << ((lab_shift) - 1))) >> (lab_shift));<br>140         <br>141             if (flag == true)<br>142             {<br>143               y = icvLabCubeRootTab;<br>144               l = (((y * labLScale - labLShift) + (1 << ((2 * lab_shift) - 1))) >> (2 * lab_shift));<br>145             }<br>146             else<br>147             {<br>148               l = (((y * labLScale2) + (1 << ((lab_shift) - 1))) >> (lab_shift));<br>149               y = (((y * labSmallScale + labSmallShift) + (1 << ((lab_shift) - 1))) >> (lab_shift));<br>150             }<br>151         <br>152             a = (((500 * (x - y)) + (1 << ((lab_shift) - 1))) >> (lab_shift)) + 129;<br>153             b = (((200 * (y - z)) + (1 << ((lab_shift) - 1))) >> (lab_shift)) + 128;<br>154         <br>155             l = l > 255 ? 255 : l < 0 ? 0 : l;<br>156             a = a > 255 ? 255 : a < 0 ? 0 : a;<br>157             b = b > 255 ? 255 : b < 0 ? 0 : b;<br>158         <br>159             to->L = (byte)l;<br>160             to->A = (byte)a;<br>161             to->B = (byte)b;<br>162         <br>163             from++;<br>164             to++;<br>165         }<br>166   }<br>167         <br>168   public static unsafe void ToRgb24(Lab24* from, Rgb24* to)<br>169   {<br>170         ToRgb24(from,to,1);<br>171   }<br>172         <br>173   public static unsafe void ToRgb24(Lab24* from, Rgb24* to, int length)<br>174   {<br>175         if (length < 1) return;<br>176         <br>177         // 使用 OpenCV 中的算法实现          <br>178         const float coeff0 = 0.39215686274509809f;<br>179         const float coeff1 = 0.0f;<br>180         const float coeff2 = 1.0f;<br>181         const float coeff3 = (-128.0f);<br>182         const float coeff4 = 1.0f;<br>183         const float coeff5 = (-128.0f);<br>184         <br>185         if (length < 1) return;<br>186         <br>187         Lab24* end = from + length;<br>188         float x, y, z,l,a,b;<br>189         int blue, green, red;<br>190         <br>191         while (from != end)<br>192         {<br>193             l = from->L * coeff0 + coeff1;<br>194             a = from->A * coeff2 + coeff3;<br>195             b = from->B * coeff4 + coeff5;<br>196         <br>197             l = (l + labLShift_32f) * (1.0f / labLScale_32f);<br>198             x = (l + a * 0.002f);<br>199             z = (l - b * 0.005f);<br>200         <br>201             y = l * l * l;<br>202             x = x * x * x;<br>203             z = z * z * z;<br>204         <br>205             blue = (int)((x * labBx_32f + y * labBy_32f + z * labBz_32f) * 255 + 0.5);<br>206             green = (int)((x * labGx_32f + y * labGy_32f + z * labGz_32f) * 255 + 0.5);<br>207             red = (int)((x * labRx_32f + y * labRy_32f + z * labRz_32f) * 255 + 0.5);<br>208         <br>209             red = red < 0 ? 0 : red > 255 ? 255 : red;<br>210             green = green < 0 ? 0 : green > 255 ? 255 : green;<br>211             blue = blue < 0 ? 0 : blue > 255 ? 255 : blue;<br>212         <br>213             to->Red = (byte)red;<br>214             to->Green = (byte)green;<br>215             to->Blue = (byte)blue;<br>216         <br>217             from++;<br>218             to++;<br>219         }<br>220   }<br>221 } 
 
由于C代码中使用了宏,在改写成C#代码时需要手动内联,以提高性能。上面的代码已经实现手动内联。
3. (A)C#实现与(B)C实现的性能对比(C# vs. OpenCV/PInvoke)

C# 版本(ImageRgb24 代表一幅Rgb24图像,ImageLab24代表一幅Lab24图像,它们之间的变化是调用上文UnmanagedImageConverter中的方法实现的)例如:进口气动球阀
Stopwatch sw = new Stopwatch();
sw.Start();      
ImageLab24 imgLab = null;      
imgLab = new ImageLab24(img);  // img 是一个 ImageRgb24 对象      
sw.Stop();      
Message = sw.ElapsedMilliseconds.ToString();
OpenCV版本(使用EmguCV对OpenCV的PInvoke封装)
private Image TestOpenCV()      
{      
    Image imgBgr = new Image(imgMain.Image as Bitmap);      
    Image imgLab = new Image(new Size(imgBgr.Width, imgBgr.Height));      
    Stopwatch sw = new Stopwatch();      
    sw.Start();      
    CvInvoke.cvCvtColor(imgBgr.Ptr,imgLab.Ptr, Emgu.CV.CvEnum.COLOR_CONVERSION.CV_BGR2Lab);      
    sw.Stop();      
    MessageBox.Show(sw.ElapsedMilliseconds.ToString() + "ms");      
    return imgLab;      
}
下面针对三副不同大小的图像进行测试,每张图像测试4次,每次测试将上面两种实现各跑一次,前2次,先跑OpenCV/PInvoke实现,后2次,先跑C#实现,单位皆为ms。
图像1,大小:485×342
A: 5    3    5   3      
B: 41   5    6   2
图像2,大小:1845×611
A:25  23    23   23  
B:23  34    20   21  
图像3,大小:3888×2592
A:209  210  211  210      
B:185  188  191  185
从测试结果可以看出,C# 和 OpenCV/PInvoke的性能极为接近。
4. 进一步改进性能

偏色、高光检测等不需要多么准确的Rgb=>Lab转换。如果把彩色图像的每个通道用4 bit来表示,则一共有 4096 种颜色,完全可以用查表方式来加速计算。用一个Lab24数组来表示Rgb24到Lab24空间的映射:
Lab24[] ColorMap
首先初始化ColorMap:
ColorMap = new Lab24;      
for (int r = 0; r < 16; r++)      
{      
    for (int g = 0; g < 16; g++)      
    {      
        for (int b = 0; b < 16; b++)      
        {      
            Rgb24 rgb = new Rgb24(r * 16, g * 16, b * 16);      
            Lab24 lab = Lab24.CreateFrom(rgb);      
            ColorMap[(r4) > 4) > 4) ];      
        rgbStart++;      
        labStart++;      
    }      
    return lab;      
}
下面测试(C)查表计算的性能,结果和(A)C#实现与(B)C实现放在一起做对比。
图像1,大小:485×342
A: 5    3    5   3      
B: 41   5    6   2      
C: 3    2    2    2
图像2,大小:1845×611
A:25  23    23   23  
B:23  34    20   21  
C:  15   15   15   15
图像3,大小:3888×2592
A:209  210  211  210      
B:185  188  191  185      
C:  136  134  135  135
5. 原地进行变换

还可以进一步提高性能,因为Rgb24和Lab24大小一样,可以在原地进行Rgb24=>Lab24的变换。相应代码如下:
Rgb24[] ColorMapInSpace      
...           
ColorMap = new Lab24;      
ColorMapInSpace = new Rgb24;      
for (int r = 0; r < 16; r++)      
{      
    for (int g = 0; g < 16; g++)      
    {      
        for (int b = 0; b < 16; b++)      
        {      
            Rgb24 rgb = new Rgb24(r * 16, g * 16, b * 16);      
            Lab24 lab = Lab24.CreateFrom(rgb);      
            ColorMap[(r4)];      
        rgbStart++;      
    }      
}
下面测试D(原地查表变换)的性能,结果和(A)C#实现、(B)C实现、(C)查表计算进行比较:
图像1,大小:485×342
A: 5    3    5   3      
B: 41   5    6   2      
C: 3    2    2    2      
D: 2    1    2    1
图像2,大小:1845×611
A:25  23    23   23  
B:23  34    20   21  
C:  15   15   15   15 
D:  13   13   13   13
图像3,大小:3888×2592
A:209  210  211  210      
B:185  188  191  185      
C:  136  134  135  135      
D:  117  118  122  117
6. 为什么用C#而不是C/C++

经常有人问,你为什么用C#而不用C/C++写图像处理程序。原因如下:
(1)C# 打开unsafe后,写的程序性能非常接近 C 程序的性能(当然,用不了SIMD是个缺陷。mono暂时不考虑。可通过挂接一个轻量级的C库来解决。);
(2)写C#代码比写C代码爽多了快多了(命名空间、不用管头文件、快速编译、重构、生成API文档 ……);
(3)庞大的.Net Framework是强有力的后盾。比如,客户想看演示,用Asp.Net写个页面,传个图片给后台,处理了显示出来。还有那些非性能攸关的地方,可以大量使用.Net Framework中的类,大幅度减少开发时间;
(4)结合强大的WPF,可以快速实现复杂的功能
(5)大量的时间在算法研究、实现和优化上,用C#可以把那些无关的惹人烦的事情给降到最小,所牺牲的只是一丁点儿性能。如果生产平台没有.net环境,将C#代码转换为C/C++代码也很快。
====
补充测试VC 9.0 版本

VC 实现与 C# 实现略有区别,C#版本RGB,Lab使用struct来表示,VC下直接用的三个Byte Channel来表示,然后以 redChannel, greenChannel, blueChannel 来代表不同的 Channel Offset。以 nChannel 代表 Channel 数量。VC下有Stride,C#下无Stride。查表实现也和C#版本有区别,直接使用的是静态的表。O2优化。
E: 非查表实现
void      
::ImageQualityDetector::ConvertToLab(Orc::ImageInfo &img)      
{      
    static unsigned short icvLabCubeRootTab[] = {      
        0,161,203……        };
    const float labXr_32f = 0.433953f /* = xyzXr_32f / 0.950456 */;      
    const float labXg_32f = 0.376219f /* = xyzXg_32f / 0.950456 */;      
    const float labXb_32f = 0.189828f /* = xyzXb_32f / 0.950456 */;
    const float labYr_32f = 0.212671f /* = xyzYr_32f */;      
    const float labYg_32f = 0.715160f /* = xyzYg_32f */;      
    const float labYb_32f = 0.072169f /* = xyzYb_32f */;
    const float labZr_32f = 0.017758f /* = xyzZr_32f / 1.088754 */;      
    const float labZg_32f = 0.109477f /* = xyzZg_32f / 1.088754 */;      
    const float labZb_32f = 0.872766f /* = xyzZb_32f / 1.088754 */;
    const float labRx_32f = 3.0799327f  /* = xyzRx_32f * 0.950456 */;      
    const float labRy_32f = (-1.53715f) /* = xyzRy_32f */;      
    const float labRz_32f = (-0.542782f)/* = xyzRz_32f * 1.088754 */;
    const float labGx_32f = (-0.921235f)/* = xyzGx_32f * 0.950456 */;      
    const float labGy_32f = 1.875991f   /* = xyzGy_32f */ ;      
    const float labGz_32f = 0.04524426f /* = xyzGz_32f * 1.088754 */;
    const float labBx_32f = 0.0528909755f /* = xyzBx_32f * 0.950456 */;      
    const float labBy_32f = (-0.204043f)  /* = xyzBy_32f */;      
    const float labBz_32f = 1.15115158f   /* = xyzBz_32f * 1.088754 */;
    const float labT_32f = 0.008856f;
    const int lab_shift = 10;
    const float labLScale2_32f = 903.3f;
    const int labXr = (int)((labXr_32f) * (14) > 4)) ;      
            line = (byte)l;      
            line = (byte)a;      
            line = (byte)b;
            line += nChannel;      
        }      
    }      
}
F: 查表实现
void      
::ImageQualityDetector::FastConvertToLab(Orc::ImageInfo &img)      
{      
    static const byte Rgb2LabSmallTable[] = {      
    0,    129,    128 ……      
    };
    int width = img.Width;      
    int height = img.Height;      
    int nChannel = img.NChannel;      
    int redChannel = img.RedChannel;      
    int greenChannel = img.GreenChannel;      
    int blueChannel = img.BlueChannel;      
    for(int h = 0; h < height; h++)      
    {      
        byte *line = img.GetLine(h);      
        for(int w = 0; w < width; w++)      
        {      
            int red = line;      
            int green = line;      
            int blue = line;      
            int index = 3 * (((red >> 4) > 4) > 4)) ;      
            line = Rgb2LabSmallTable;      
            line = Rgb2LabSmallTable;      
            line = Rgb2LabSmallTable;      
            line += nChannel;      
        }      
    }      
}
测试结果:
图像2,大小:1845×611
A:25  23    23   23  
B:23  34    20   21  
C:  15   15   15   15 
D:  13   13   13   13      
E:  32   30   37   37      
F:  15    10   13  11
图像3,大小:3888×2592
A:209  210  211  210      
B:185  188  191  185      
C:  136  134  135  135      
D:  117  118  122  117      
E:  242  240  243  239      
F:  70    69    67    67
====
补充测试:C# 下查表实现(Byte数组)

G: C#下直接查找Byte数组,相关代码
static byte[] Rgb2LabSmallTable = new byte[] {   
    0,    129,    128, … }
private unsafe void ConvertToImageLab24Fast(ImageRgb24 img)   
{      
    Rgb24* rgbStart = img.Start;      
    Rgb24* rgbEnd = img.Start + img.Length;      
    while (rgbStart != rgbEnd)      
    {      
        Rgb24 rgb = *rgbStart;      
        int index = (((int)(rgb.Red) >> 4) > 4) > 4);      
        rgbStart->Red = Rgb2LabSmallTable;      
        rgbStart->Green = Rgb2LabSmallTable;      
        rgbStart->Blue = Rgb2LabSmallTable;      
        rgbStart++;      
    }      
}
测试结果:
图像2,大小:1845×611
A:25  23    23   23  
B:23  34    20   21  
C:  15   15   15   15 
D:  13   13   13   13      
E:  32   30   37   37      
F:  15    10   13  11      
G:  12    11   13  11
图像3,大小:3888×2592
A:209  210  211  210      
B:185  188  191  185      
C:  136  134  135  135      
D:  117  118  122  117      
E:  242  240  243  239      
F:  70    69    67    67      
G:  64    64    65    64
====
补充测试:同一种实现下的C#和VC性能对比,附下载

下面消除两种语言的测试区别,C#版本查表时使用指针而非数组,VC下使用无Stride的Rgb24,相关测试代码见 ​​下载链接​​ 。
这又形成了4个测试用例:
H- C#,非查表;I-C#,查表; J-C++,非查表; K-C++,查表
C# 版为 .Net 4.0, VS2010 ,代码中选择快速一项为测试I,不选择为测试H。
C++版 - VS2008。选择快速一项为测试K,不选择为测试J。
测试结果:
图像2,大小:1845×611
H: 31  29  36  32   
I:  10  10  10  10      
J:  39  33  33  30      
K:  9    8    8    8
图像3,大小:3888×2592
H: 195  194  194  195   
I:  53    52    51    52      
J: 220  218  218  222      
K: 41   42    41   41
结论:

C#下图像开发是很给力的!还在犹豫什么呢?

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查看完整版本: 高效编写C#图像处理程序(3) Rgb=>Lab,图像缺陷检测的案例