weniger Scanline aufrufe ... Graustufenbild

[Michael II]

Zitat von himitsu:

Da es überall der selbe Code/Threshold ist ...

Und da Threshold wahrscheinlich eh fast immer 0 ist geht's noch einfacher .

[dummzeuch]

Zitat von Michael II:

Dann Sorry - macht es so wie es besser ist - ich lasse aber meinen Code als sehr schlechtes Beispiel stehen; ein Mahnmal für "wie man es nicht tun sollte". Danke für die wertvollen Inputs.

Es ist kein schlechtes Beispiel, wie man es nicht machen sollte, sondern im Gegenteil ein gutes Beispiel, wie man es lesbar programmieren kann, aber eben nicht die effizienteste Methode dafür. Solange die Performance kein Problem ist, würde ich es vermutlich genauso programmieren. Mein erster Ansatz sah damals auch so aus, war aber eben zu langsam für die Anwendung (Helligkeitsausgleich für riesige Graustufen-Bilder, die zu tausenden verarbeitet werden mussten). Mittels Profiling habe ich dann herausgefunden, was man wie beschleunigen kann.

[Michael II]

Eigentlich wollte ich ja nix mehr dazu schreiben, aber es "nervt" halt doch ein wenig, wenn behauptet statt gemessen wird .

Fünf Mal 1000 Bilder der Grösse 1000x1000 umgewandelt.

Die in #1 vorgestellte Lösung benötigt auf meinem nicht mehr allzu frischen Notebook im Schnitt 4950ms.
Meine in #7 benötigt 2011ms und diese hier (unten) 1373ms (wobei man das ganz sicher schöner und auch ein wenig schneller...)

Delphi-Quellcode:

procedure CreateSpecialImage2(const InBmp, OutBmp: TBitmap; Threshold: Byte);
var
  StartPixel : Pointer;
  OutPixel: PRgbTriple;
  deltascan : NativeInt;
  height, width, x, y: Integer;

begin
  OutBmp.Assign(InBmp);
  StartPixel := OutBmp.ScanLine[0];
  deltascan := NativeInt(OutBmp.ScanLine[1]) - NativeInt(StartPixel);

  Height := OutBmp.Height;
  Width := OutBmp.Width;

  for y := 0 to Height - 1 do
  begin
    OutPixel := StartPixel;
    for x := 0 to Width - 1 do
    begin
      if OutPixel^.Blue > Threshold then OutPixel^.Blue := Threshold;
      if OutPixel^.Red > Threshold then OutPixel^.Red := Threshold;
      if OutPixel^.Green > Threshold then OutPixel^.Green := Threshold;
      inc(OutPixel);
    end;
    inc(PByte(StartPixel), deltascan);
  end;
end;

[himitsu]

OK, man kann natürlich auch noch mit SSE/MMX anfangen, also mit nur einem Befehl jeweils 8 Bytes auf einmal,
oder mit CUDA bzw. OpenCL (OK, das wohl eher nicht).

Und natürlich noch Assembler.

[dummzeuch]

Zitat:

aber es "nervt" halt doch ein wenig, wenn behauptet statt gemessen wird .

Hey, ich hatte gemessen, nur eben vor 5 Jahren und nicht heute.

In #13 ist immernoch ein Aufruf von Scanline zuviel, denn Scanline[0] hattest Du ja bereits in StartPixel abgespeichert.

Theoretisch kann man die Differenz zwischen zwei Scanlines auch direkt berechnen, das spart dann nochmal einen Aufruf pro Bitmap:

  BitmapBytesPerLine := ((w * 8 * BytesPerPixel + 31) and not 31) div 8;
Das ist auch schneller als ein Auruf von

  Graphics.BytesPerScanline(w, BytesPerPixel * 8, 32)
(Ja, das hatte ich auch gemessen, wobei ein Blick in den BytesPerScanline-Code ausreicht, um zu verstehen wieso.)

BytesPerPixel = 1 für pf8Bit, und = 3 für pf24Bit.

Weshalb allerdings die Lösung mit TBitmap.Assign schneller sein soll als die ohne, ist mir gerade unklar, denn wie gesagt, ich hatte das damals gemessen. Bei neueren Delphis gibt es TBitmap.SetSize, was schneller ist als Höhe und Breite getrennt zu setzen wie in #1. Es kann auch einen Unterschied machen, ob man PixelFormat zuerst setzt und dann die Größe ändert oder umgekehrt.

Edit: Es ist vermutlich die unnötige Berechnung von InPixel und OutPixel für jedes Pixel:

Delphi-Quellcode:

  InPixel := AddToPtr(InScanLine0, InBytesPerLine * y + x * BytesPerPixel);
// ...
  OutPixel := AddToPtr(OutScanLine0, OutBytesPerLine * y + x * BytesPerPixel);

Da kann man in beiden for-Schleife mit Inc bzw. Dec arbeiten, wie Du das in #13 gemacht hast. Das hatte ich in meinem Code später noch geändert, nachdem ich den Blogpost geschrieben hatte.

Als "Beweis", hier der Code aus u_dzGraphicUtils, wie ich ihn schließlich verwendet habe, wobei das der generische Code mit einem Callback ist. Den Filter direkt in der Schleife zu implementieren ist natürlich schneller, da man jeweils den Callback-Aufruf spart.

Delphi-Quellcode:

procedure TBitmap24_FilterPixels(_SrcBmp, _DstBmp: TBitmap; _Callback: TPixel24FilterCallback);
const
  BytesPerPixel = 3;
var
  x: Integer;
  y: Integer;
  w: Integer;
  h: Integer;
  SrcLine: PByte;
  DstLine: PByte;
  SrcPixel: PByte;
  DstPixel: PByte;
  BytesPerLine: Integer;
begin
  Assert(Assigned(_SrcBmp));

  _SrcBmp.PixelFormat := pf24bit;
  _DstBmp.PixelFormat := pf24bit;
  w := _SrcBmp.Width;
  h := _SrcBmp.Height;
  TBitmap_SetSize(_DstBmp, w, h);

  if h = 0 then
    Exit; //==>

  BytesPerLine := ((w * 8 * BytesPerPixel + 31) and not 31) div 8;
  Assert(BytesPerLine = Graphics.BytesPerScanline(w, BytesPerPixel * 8, 32));

  SrcLine := _SrcBmp.ScanLine[0];
  DstLine := _DstBmp.ScanLine[0];
  for y := 0 to h - 1 do begin
    Assert(SrcLine = _SrcBmp.ScanLine[y]);
    Assert(DstLine = _DstBmp.ScanLine[y]);
    SrcPixel := SrcLine;
    DstPixel := DstLine;
    for x := 0 to w - 1 do begin
      PdzRgbTriple(DstPixel)^ := PdzRgbTriple(SrcPixel)^;
      _Callback(x, y, PdzRgbTriple(DstPixel)^);
      Inc(SrcPixel, BytesPerPixel);
      Inc(DstPixel, BytesPerPixel);
    end;
    Dec(SrcLine, BytesPerLine);
    Dec(DstLine, BytesPerLine);
  end;
end;

Und hier derselbe Code fuer eine 8 Bit Graustufen-Bitmap, nach dem der OP ja gefragt hatte:

Delphi-Quellcode:

procedure TBitmap8_FilterPixels(_SrcBmp, _DstBmp: TBitmap; _Callback: TPixel8FilterCallback);
const
  BytesPerPixel = 1;
var
  x: Integer;
  y: Integer;
  w: Integer;
  h: Integer;
  SrcLine: PByte;
  DstLine: PByte;
  SrcPixel: PByte;
  DstPixel: PByte;
  BytesPerLine: Integer;
begin
  Assert(Assigned(_SrcBmp));

  _SrcBmp.PixelFormat := pf8bit;
  _DstBmp.Assign(nil);
  _DstBmp.PixelFormat := pf8bit;
  w := _SrcBmp.Width;
  h := _SrcBmp.Height;
  _DstBmp.Palette := MakeGrayPalette;
  TBitmap_SetSize(_DstBmp, w, h);

  if h = 0 then
    Exit; //==>

  BytesPerLine := ((w * 8 * BytesPerPixel + 31) and not 31) div 8;
  Assert(BytesPerLine = Graphics.BytesPerScanline(w, BytesPerPixel * 8, 32));

  SrcLine := _SrcBmp.ScanLine[0];
  DstLine := _DstBmp.ScanLine[0];
  for y := 0 to h - 1 do begin
    Assert(SrcLine = _SrcBmp.ScanLine[y]);
    Assert(DstLine = _DstBmp.ScanLine[y]);
    SrcPixel := SrcLine;
    DstPixel := DstLine;
    for x := 0 to w - 1 do begin
      DstPixel^ := SrcPixel^;
      _Callback(x, y, DstPixel^);
      Inc(SrcPixel, BytesPerPixel);
      Inc(DstPixel, BytesPerPixel);
    end;
    Dec(SrcLine, BytesPerLine);
    Dec(DstLine, BytesPerLine);
  end;
end;

Die Assertions sollte man natürlich ausschalten oder rauslöschen, denn sonst wird unnötig Graphics.BytesPerScanline aufgerufen. Ebenso sollte Overflow Checking und Range Checking ausgeschaltet sein. Vgl. die ganzen IFDEFs am Anfang der Unit.

Wobei ich mich gerade selbst frage, weshalb ich da in der inneren Schleife nicht mit Inc ohne zweiten Parameter und dem passenden Pointer-Typ für SrcPixel und DstPixel gearbeitet habe. Vielleicht aus Kompatiblitätsgründen mit uralt-Delphi-Versionen? Deshalb gibt es auch die (inline)-Prozedur TBitmap_SetSize, welches für neuere Delphis TBitmap.SetSize aufruft, und für ältere notgedrungen TBitmap.Width und .Height getrennt setzt.

[Michael II]

Zitat von dummzeuch:

Weshalb allerdings die Lösung mit TBitmap.Assign schneller sein soll als die ohne, ist mir gerade unklar, denn wie gesagt, ich hatte das damals gemessen.

Bin gerade zu müde, um es nachzumessen .

Du kopierst in deinen Schleifen Pixel für Pixel von Src nach Dst. Mit einem Assign wird das in einem Rutsch vor der Schleife getan und du kannst dich dann in der Schleife nur noch mit Dst beschäftigen und Src komplett weglassen.

Wie gesagt: Gemessen habe ich nicht - aber wenn das Assign() (seit es Assign() gibt) nicht schneller sein sollte als dein "Pixel für Pixel" und Src mitschleifen, dann stimmt was mit Assign() nicht.

(Es gibt Situationen in welchen eine Pixel für Pixel Verarbeitung sinnvoll oder notwendig ist.)


Nebenbei: Wenn ich dein 8Bit Graustufenbeispiel richtig interpretiere, gehst du davon aus, dass Src die gleiche Palette verwendet wie du sie für Dst in deinem Code festlegst.

[dummzeuch]

Zitat von Michael II:

Nebenbei: Wenn ich dein 8Bit Graustufenbeispiel richtig interpretiere, gehst du davon aus, dass Src die gleiche Palette verwendet wie du sie für Dst in deinem Code festlegst.

Das ist korrekt. Ich habe noch nie ein 8Bit-Graustufen-Bild gesehen, das eine andere Palette als die Standard-Palette benutzt hat, welche dem Pixel-Wert x den RGB-Wert RGB(x,x,x) zuordnet, also das, was Kameras unter MONO8 verstehen. Es mag natürlich sein, dass es solche Spezialfälle gibt, aber der Aufwand, sie zu unterstützen, ist mir einfach viel zu groß.

[himitsu]

Aber natürlich hätte man da dann auch die Qual der Wahl
* einfach nur die kleine Farbtabelle umrechnen
* oder ben jedes Pixel, wo man dann aber aufassen muß, dass wirklich nur eine sortierte Grautabelle vorliegt.

[bernhard_LA]

very Basic Nachfrage : Die Definitionen in windows unit wurden nicht verwendet, weil zu langsam ... ?

Delphi-Quellcode:

{$ALIGN 1}
  PRGBTriple = ^TRGBTriple;
  {$EXTERNALSYM tagRGBTRIPLE}
  tagRGBTRIPLE = record
    rgbtBlue: Byte;
    rgbtGreen: Byte;
    rgbtRed: Byte;
  end;
  TRGBTriple = tagRGBTRIPLE;
  {$EXTERNALSYM RGBTRIPLE}
  RGBTRIPLE = tagRGBTRIPLE;
{$ALIGN ON}

[Michael II]

Hallo Thomas dein in #15 gezeigter 24Bit Bitmap Code auf #1 angewendet läuft bei mir nun in 1820ms (1000 Mal 1000x1000Pixel) durch.

Delphi-Quellcode:

procedure DZeuch(_SrcBmp, _DstBmp: TBitmap; Threshold: Byte);
const
  BytesPerPixel = 3;
var
  x: Integer;
  y: Integer;
  w: Integer;
  h: Integer;
  SrcLine: PByte;
  DstLine: PByte;
  SrcPixel: PByte;
  DstPixel: PByte;
  BytesPerLine: Integer;
begin
  _SrcBmp.PixelFormat := pf24bit;
  _DstBmp.PixelFormat := pf24bit;
  w := _SrcBmp.Width;
  h := _SrcBmp.Height;
  _DstBmp.SetSize( w, h);

  if h = 0 then
    Exit; //==>

  BytesPerLine := ((w * 8 * BytesPerPixel + 31) and not 31) div 8;

  SrcLine := _SrcBmp.ScanLine[0];
  DstLine := _DstBmp.ScanLine[0];
  for y := 0 to h - 1 do begin
    SrcPixel := SrcLine;
    DstPixel := DstLine;
    for x := 0 to w - 1 do begin
      PdzRgbTriple(DstPixel)^ := PdzRgbTriple(SrcPixel)^;
      if PdzRgbTriple(DstPixel)^.Blue > Threshold then PdzRgbTriple(DstPixel)^.Blue := Threshold;
      if PdzRgbTriple(DstPixel)^.Green > Threshold then PdzRgbTriple(DstPixel)^.Green:= Threshold;
      if PdzRgbTriple(DstPixel)^.Red > Threshold then PdzRgbTriple(DstPixel)^.Red:= Threshold;
      Inc(SrcPixel, BytesPerPixel);
      Inc(DstPixel, BytesPerPixel);
    end;
    Dec(SrcLine, BytesPerLine);
    Dec(DstLine, BytesPerLine);
  end;
end;

Du hast Recht. Assign macht (für den vorliegenden Fall) viele unnötige Dinge. Wenn ich darauf verzichte (man gewinnt ca. 0.5ms), dann läuft mein Code in 810ms:

Delphi-Quellcode:

procedure CreateSpecialImage3(const InBmp, OutBmp : TBitmap; Threshold: Byte);
var  // InBmp, OutBmp pf24Bit
  SrcScanline, DstScanline : Pointer;
  OutPixel: PRGBTriple;
  deltascan : NativeInt;
  height, width, x, y: Integer;
begin
  Height := InBmp.Height;
  Width := InBmp.Width;
  OutBmp.PixelFormat := pf24Bit;
  OutBmp.SetSize(width,height);
  if height = 0 then exit;

  DstScanline := OutBmp.ScanLine[height-1];
  SrcScanline := InBmp.ScanLine[height-1];

  if height > 1 then
  deltascan := NativeInt(OutBmp.ScanLine[height-2]) - NativeInt(DstScanline) else deltascan := 0;

  Move( SrcScanline^, DstScanline^, deltascan*height);

  for y := Height - 1 downto 0 do
  begin
    OutPixel := DstScanline;
    for x := 0 to Width - 1 do
    begin
      if OutPixel^.Blue > Threshold then OutPixel^.Blue := Threshold;
      if OutPixel^.Red > Threshold then OutPixel^.Red := Threshold;
      if OutPixel^.Green > Threshold then OutPixel^.Green := Threshold;
      inc(OutPixel);
    end;
     inc(PByte(DstScanline), deltascan);
  end;
end;

Natürlich gibt's wie erwähnt wurde noch Assembler und breite Register (habe ich auch schon mal woanders genutzt - mein Rechner wurde dann wegen der Hitze runter getaktet...), Grpahics32, GDI+ (Clone)... - aber 1000 Bilder zu 1000*1000*24 Bit Bitmaps mit den "doofen" alten Grafikfunktionen in 810ms ist schon recht schnell.