c++ - C++ 中的快速图像(或矩阵)转置实现

Question

这post讨论了如何使用 OpenCV 转置图像，在这里我想更进一步:假设图像是灰度图像，使用 C++ 转置它(或矩阵)的最快方法是什么？我的解决方案如下:

        // image data is stored in an image buffer image*buffer_

    unsigned char *mem = (unsigned char *) malloc(image.bufferSize_);

    int height = image.Height();
    int width = image.Width();
    for(int i=0; i<height; i++)
    {
        unsigned char *ptr =image.buffer_+i*width;
        for(int j=0; j<width; j++)
            *(mem+j*height+i) = *(ptr+j);
    }


    memcpy(image.buffer_,mem,image.bufferSize_);
    free(mem);

上面代码的一些解释:我们创建了一个包含基本图像信息以及图像像素的图像对象(在image.buffer_中)。当图像像素存储在 image.buffer_ 中时，我们假设图像像素是逐行保存的。关于进一步改进上述代码的任何想法？

Answer 1

在不触及 malloc/free 部分的情况下，复制部分可以这样进行:

    size_t len = image.bufferSize_,
           len1 = len - 1;

    unsigned char *src = image.buffer_,
                  *dest = mem,
                  *end = dest + len;

    for(size_t i = 0; i < len; i++)
    {
        *dest++ = *src;  // dest moves to next row
        src += height;   // src moves to next column

        // src wraps around and moves to next row
        if (src > end) src -= len1;
    }

这相当于拥有一个按列的目标迭代器和一个按行的源迭代器。

在没有实际测试的情况下，我觉得这会更快:它在内部循环中有 3 个偏移计算操作，而在您的版本中有 4 个(加上两个版本中的 2 个取消引用操作)。

编辑

再改进，再更正:

    //...
    unsigned char *src = image.buffer_,
                  *src_end = src + len,
                  *dest = mem,
                  *dest_end = dest + len;

    while (dest != dest_end)
    {
        *dest++ = *src;  // dest moves to next row
        src += height;   // src moves to next column

        // src wraps around and moves to next row
        if (src > src_end) src -= len1;
    }

这在每次迭代中节省了一个操作(for 循环中的i++)。此外，src 与之前错误的 end 进行了比较。