//--------------------------------------【程序说明】-------------------------------------------
// 程序描述：来自一本国外OpenCV2书籍的示例-遍历图像像素的14种方法
//---------------------------------【头文件、命名空间包含部分】-----------------------------
// 描述：包含程序所使用的头文件和命名空间
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
#include <iostream>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
using namespace cv;
using namespace std;
//---------------------------------【宏定义部分】---------------------------------------------
// 描述：包含程序所使用宏定义
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
#define NTESTS 14
#define NITERATIONS 20
//----------------------------------------- 【方法一】-------------------------------------------
// 说明：利用.ptr 和 []
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
void colorReduce0(Mat &image, int div=64) {
int nl= image.rows; //行数
int nc= image.cols * image.channels(); //每行元素的总元素数量
for (int j=0; j<nl; j++)
{
uchar* data= image.ptr<uchar>(j);
for (int i=0; i<nc; i++)
{
//-------------开始处理每个像素-------------------
data[i]= data[i]/div*div + div/2;
//-------------结束像素处理------------------------
} //单行处理结束
}
}
//-----------------------------------【方法二】-------------------------------------------------
// 说明：利用 .ptr 和 * ++
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
void colorReduce1(Mat &image, int div=64) {
int nl= image.rows; //行数
int nc= image.cols * image.channels(); //每行元素的总元素数量
for (int j=0; j<nl; j++)
{
uchar* data= image.ptr<uchar>(j);
for (int i=0; i<nc; i++)
{
//-------------开始处理每个像素-------------------
*data++= *data/div*div + div/2;
//-------------结束像素处理------------------------
} //单行处理结束
}
}
//-----------------------------------------【方法三】-------------------------------------------
// 说明：利用.ptr 和 * ++ 以及模操作
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
void colorReduce2(Mat &image, int div=64) {
int nl= image.rows; //行数
int nc= image.cols * image.channels(); //每行元素的总元素数量
for (int j=0; j<nl; j++)
{
uchar* data= image.ptr<uchar>(j);
for (int i=0; i<nc; i++)
{
//-------------开始处理每个像素-------------------
int v= *data;
*data++= v - v%div + div/2;
//-------------结束像素处理------------------------
} //单行处理结束
}
}
//----------------------------------------【方法四】---------------------------------------------
// 说明：利用.ptr 和 * ++ 以及位操作
//----------------------------------------------------------------------------------------------------
void colorReduce3(Mat &image, int div=64) {
int nl= image.rows; //行数
int nc= image.cols * image.channels(); //每行元素的总元素数量
int n= static_cast<int>(log(static_cast<double>(div))/log(2.0));
//掩码值
uchar mask= 0xFF<<n; // e.g. 对于 div=16, mask= 0xF0
for (int j=0; j<nl; j++) {
uchar* data= image.ptr<uchar>(j);
for (int i=0; i<nc; i++) {
//------------开始处理每个像素-------------------
*data++= *data&mask + div/2;
//-------------结束像素处理------------------------
} //单行处理结束
}
}
//----------------------------------------【方法五】----------------------------------------------
// 说明：利用指针算术运算
//---------------------------------------------------------------------------------------------------
void colorReduce4(Mat &image, int div=64) {
int nl= image.rows; //行数
int nc= image.cols * image.channels(); //每行元素的总元素数量
int n= static_cast<int>(log(static_cast<double>(div))/log(2.0));
int step= image.step; //有效宽度
//掩码值
uchar mask= 0xFF<<n; // e.g. 对于 div=16, mask= 0xF0
//获取指向图像缓冲区的指针
uchar *data= image.data;
for (int j=0; j<nl; j++)
{
for (int i=0; i<nc; i++)
{
//-------------开始处理每个像素-------------------
*(data+i)= *data&mask + div/2;
//-------------结束像素处理------------------------
} //单行处理结束
data+= step; // next line
}
}
//---------------------------------------【方法六】----------------------------------------------
// 说明：利用 .ptr 和 * ++以及位运算、image.cols * image.channels()
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
void colorReduce5(Mat &image, int div=64) {
int nl= image.rows; //行数
int n= static_cast<int>(log(static_cast<double>(div))/log(2.0));
//掩码值
uchar mask= 0xFF<<n; // e.g. 例如div=16, mask= 0xF0
for (int j=0; j<nl; j++)
{
uchar* data= image.ptr<uchar>(j);
for (int i=0; i<image.cols * image.channels(); i++)
{
//-------------开始处理每个像素-------------------
*data++= *data&mask + div/2;
//-------------结束像素处理------------------------
} //单行处理结束
}
}
// -------------------------------------【方法七】----------------------------------------------
// 说明：利用.ptr 和 * ++ 以及位运算(continuous)
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
void colorReduce6(Mat &image, int div=64) {
int nl= image.rows; //行数
int nc= image.cols * image.channels(); //每行元素的总元素数量
if (image.isContinuous())
{
//无填充像素
nc= nc*nl;
nl= 1; // 为一维数列
}
int n= static_cast<int>(log(static_cast<double>(div))/log(2.0));
//掩码值
uchar mask= 0xFF<<n; // e.g. 比如div=16, mask= 0xF0
for (int j=0; j<nl; j++) {
uchar* data= image.ptr<uchar>(j);
for (int i=0; i<nc; i++) {
//-------------开始处理每个像素-------------------
*data++= *data&mask + div/2;
//-------------结束像素处理------------------------
} //单行处理结束
}
}
//------------------------------------【方法八】------------------------------------------------
// 说明：利用 .ptr 和 * ++ 以及位运算 (continuous+channels)
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
void colorReduce7(Mat &image, int div=64) {
int nl= image.rows; //行数
int nc= image.cols ; //列数
if (image.isContinuous())
{
//无填充像素
nc= nc*nl;
nl= 1; // 为一维数组
}
int n= static_cast<int>(log(static_cast<double>(div))/log(2.0));
//掩码值
uchar mask= 0xFF<<n; // e.g. 比如div=16, mask= 0xF0
for (int j=0; j<nl; j++) {
uchar* data= image.ptr<uchar>(j);
for (int i=0; i<nc; i++) {
//-------------开始处理每个像素-------------------
*data++= *data&mask + div/2;
*data++= *data&mask + div/2;
*data++= *data&mask + div/2;
//-------------结束像素处理------------------------
} //单行处理结束
}
}
// -----------------------------------【方法九】 ------------------------------------------------
// 说明：利用Mat_ iterator
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
void colorReduce8(Mat &image, int div=64) {
//获取迭代器
Mat_<Vec3b>::iterator it= image.begin<Vec3b>();
Mat_<Vec3b>::iterator itend= image.end<Vec3b>();
for ( ; it!= itend; ++it) {
//-------------开始处理每个像素-------------------
(*it)[0]= (*it)[0]/div*div + div/2;
(*it)[1]= (*it)[1]/div*div + div/2;
(*it)[2]= (*it)[2]/div*div + div/2;
//-------------结束像素处理------------------------
}//单行处理结束
}
//-------------------------------------【方法十】-----------------------------------------------
// 说明：利用Mat_ iterator以及位运算
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
void colorReduce9(Mat &image, int div=64) {
// div必须是2的幂
int n= static_cast<int>(log(static_cast<double>(div))/log(2.0));
//掩码值
uchar mask= 0xFF<<n; // e.g. 比如 div=16, mask= 0xF0
// 获取迭代器
Mat_<Vec3b>::iterator it= image.begin<Vec3b>();
Mat_<Vec3b>::iterator itend= image.end<Vec3b>();
//扫描所有元素
for ( ; it!= itend; ++it)
{
//-------------开始处理每个像素-------------------
(*it)[0]= (*it)[0]&mask + div/2;
(*it)[1]= (*it)[1]&mask + div/2;
(*it)[2]= (*it)[2]&mask + div/2;
//-------------结束像素处理------------------------
}//单行处理结束
}
//------------------------------------【方法十一】---------------------------------------------
// 说明：利用Mat Iterator_
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
void colorReduce10(Mat &image, int div=64) {
//获取迭代器
Mat_<Vec3b> cimage= image;
Mat_<Vec3b>::iterator it=cimage.begin();
Mat_<Vec3b>::iterator itend=cimage.end();
for ( ; it!= itend; it++) {
//-------------开始处理每个像素-------------------
(*it)[0]= (*it)[0]/div*div + div/2;
(*it)[1]= (*it)[1]/div*div + div/2;
(*it)[2]= (*it)[2]/div*div + div/2;
//-------------结束像素处理------------------------
}
}
//--------------------------------------【方法十二】--------------------------------------------
// 说明：利用动态地址计算配合at
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
void colorReduce11(Mat &image, int div=64) {
int nl= image.rows; //行数
int nc= image.cols; //列数
for (int j=0; j<nl; j++)
{
for (int i=0; i<nc; i++)
{
//-------------开始处理每个像素-------------------
image.at<Vec3b>(j,i)[0]= image.at<Vec3b>(j,i)[0]/div*div + div/2;
image.at<Vec3b>(j,i)[1]= image.at<Vec3b>(j,i)[1]/div*div + div/2;
image.at<Vec3b>(j,i)[2]= image.at<Vec3b>(j,i)[2]/div*div + div/2;
//-------------结束像素处理------------------------
} //单行处理结束
}
}
//----------------------------------【方法十三】-----------------------------------------------
// 说明：利用图像的输入与输出
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
void colorReduce12(const Mat &image, //输入图像
Mat &result, // 输出图像
int div=64) {
int nl= image.rows; //行数
int nc= image.cols ; //列数
//准备好初始化后的Mat给输出图像
result.create(image.rows,image.cols,image.type());
//创建无像素填充的图像
nc= nc*nl;
nl= 1; //单维数组
int n= static_cast<int>(log(static_cast<double>(div))/log(2.0));
//掩码值
uchar mask= 0xFF<<n; // e.g.比如div=16, mask= 0xF0
for (int j=0; j<nl; j++) {
uchar* data= result.ptr<uchar>(j);
const uchar* idata= image.ptr<uchar>(j);
for (int i=0; i<nc; i++) {
//-------------开始处理每个像素-------------------
*data++= (*idata++)&mask + div/2;
*data++= (*idata++)&mask + div/2;
*data++= (*idata++)&mask + div/2;
//-------------结束像素处理------------------------
} //单行处理结束
}
}
//--------------------------------------【方法十四】-------------------------------------------
// 说明：利用操作符重载
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
void colorReduce13(Mat &image, int div=64) {
int n= static_cast<int>(log(static_cast<double>(div))/log(2.0));
//掩码值
uchar mask= 0xFF<<n; // e.g. 比如div=16, mask= 0xF0
//进行色彩还原
image=(image&Scalar(mask,mask,mask))+Scalar(div/2,div/2,div/2);
}
//-----------------------------------【main( )函数】--------------------------------------------
// 描述：控制台应用程序的入口函数，我们的程序从这里开始
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
int main( )
{
int64 t[NTESTS],tinit;
Mat image0;
Mat image1;
Mat image2;
system("color 4F");
image0= imread("1.png");
if (!image0.data)
return 0;
//时间值设为0
for (int i=0; i<NTESTS; i++)
t[i]= 0;
// 多次重复测试
int n=NITERATIONS;
for (int k=0; k<n; k++)
{
cout << k << " of " << n << endl;
image1= imread("1.png");
//【方法一】利用.ptr 和 []
tinit= getTickCount();
colorReduce0(image1);
t[0]+= getTickCount()-tinit;
//【方法二】利用 .ptr 和 * ++
image1= imread("1.png");
tinit= getTickCount();
colorReduce1(image1);
t[1]+= getTickCount()-tinit;
//【方法三】利用.ptr 和 * ++ 以及模操作
image1= imread("1.png");
tinit= getTickCount();
colorReduce2(image1);
t[2]+= getTickCount()-tinit;
//【方法四】 利用.ptr 和 * ++ 以及位操作
image1= imread("1.png");
tinit= getTickCount();
colorReduce3(image1);
t[3]+= getTickCount()-tinit;
//【方法五】 利用指针的算术运算
image1= imread("1.png");
tinit= getTickCount();
colorReduce4(image1);
t[4]+= getTickCount()-tinit;
//【方法六】利用 .ptr 和 * ++以及位运算、image.cols * image.channels()
image1= imread("1.png");
tinit= getTickCount();
colorReduce5(image1);
t[5]+= getTickCount()-tinit;
//【方法七】利用.ptr 和 * ++ 以及位运算(continuous)
image1= imread("1.png");
tinit= getTickCount();
colorReduce6(image1);
t[6]+= getTickCount()-tinit;
//【方法八】利用 .ptr 和 * ++ 以及位运算 (continuous+channels)
image1= imread("1.png");
tinit= getTickCount();
colorReduce7(image1);
t[7]+= getTickCount()-tinit;
//【方法九】 利用Mat_ iterator
image1= imread("1.png");
tinit= getTickCount();
colorReduce8(image1);
t[8]+= getTickCount()-tinit;
//【方法十】 利用Mat_ iterator以及位运算
image1= imread("1.png");
tinit= getTickCount();
colorReduce9(image1);
t[9]+= getTickCount()-tinit;
//【方法十一】利用Mat Iterator_
image1= imread("1.png");
tinit= getTickCount();
colorReduce10(image1);
t[10]+= getTickCount()-tinit;
//【方法十二】 利用动态地址计算配合at
image1= imread("1.png");
tinit= getTickCount();
colorReduce11(image1);
t[11]+= getTickCount()-tinit;
//【方法十三】 利用图像的输入与输出
image1= imread("1.png");
tinit= getTickCount();
Mat result;
colorReduce12(image1, result);
t[12]+= getTickCount()-tinit;
image2= result;
//【方法十四】 利用操作符重载
image1= imread("1.png");
tinit= getTickCount();
colorReduce13(image1);
t[13]+= getTickCount()-tinit;
//------------------------------
}
//输出图像
imshow("原始图像",image0);
imshow("结果",image2);
imshow("图像结果",image1);
// 输出平均执行时间
cout << endl << "-------------------------------------------" << endl << endl;
cout << "\n【方法一】利用.ptr 和 []的方法所用时间为 " << 1000.*t[0]/getTickFrequency()/n << "ms" << endl;
cout << "\n【方法二】利用 .ptr 和 * ++ 的方法所用时间为" << 1000.*t[1]/getTickFrequency()/n << "ms" << endl;
cout << "\n【方法三】利用.ptr 和 * ++ 以及模操作的方法所用时间为" << 1000.*t[2]/getTickFrequency()/n << "ms" << endl;
cout << "\n【方法四】利用.ptr 和 * ++ 以及位操作的方法所用时间为" << 1000.*t[3]/getTickFrequency()/n << "ms" << endl;
cout << "\n【方法五】利用指针算术运算的方法所用时间为" << 1000.*t[4]/getTickFrequency()/n << "ms" << endl;
cout << "\n【方法六】利用 .ptr 和 * ++以及位运算、channels()的方法所用时间为" << 1000.*t[5]/getTickFrequency()/n << "ms" << endl;
cout << "\n【方法七】利用.ptr 和 * ++ 以及位运算(continuous)的方法所用时间为" << 1000.*t[6]/getTickFrequency()/n << "ms" << endl;
cout << "\n【方法八】利用 .ptr 和 * ++ 以及位运算 (continuous+channels)的方法所用时间为" << 1000.*t[7]/getTickFrequency()/n << "ms" << endl;
cout << "\n【方法九】利用Mat_ iterator 的方法所用时间为" << 1000.*t[8]/getTickFrequency()/n << "ms" << endl;
cout << "\n【方法十】利用Mat_ iterator以及位运算的方法所用时间为" << 1000.*t[9]/getTickFrequency()/n << "ms" << endl;
cout << "\n【方法十一】利用Mat Iterator_的方法所用时间为" << 1000.*t[10]/getTickFrequency()/n << "ms" << endl;
cout << "\n【方法十二】利用动态地址计算配合at 的方法所用时间为" << 1000.*t[11]/getTickFrequency()/n << "ms" << endl;
cout << "\n【方法十三】利用图像的输入与输出的方法所用时间为" << 1000.*t[12]/getTickFrequency()/n << "ms" << endl;
cout << "\n【方法十四】利用操作符重载的方法所用时间为" << 1000.*t[13]/getTickFrequency()/n << "ms" << endl;
waitKey();
return 0;
}
京公网安备 11010502036488号