如何加快這個計算

Question

鑒於兩個ARGB顏色表示為整數，8位/通道（alpha，紅色，綠色，藍色），我需要計算一個值，表示它們之間的一種距離（也是整數）。

因此距離的公式為： Delta=|R1-R2|+|G1-G2|+|B1-B2| 其中Rx，Gx和Bx是顏色1和2的通道值.Alpha通道始終被忽略。

我需要加快這個計算速度，因為在慢速機器上進行了很多次。 在給定兩個整數的情況下，在單個線程上計算這個的'geekies'方法是什么。

到目前為止，我最好的是，但我想這可以進一步改進：

    //Used for color conversion from/to int
    private const int ChannelMask = 0xFF;
    private const int GreenShift = 8;
    private const int RedShift = 16;

    public int ComputeColorDelta(int color1, int color2)
    {
        int rDelta = Math.Abs(((color1 >> RedShift) & ChannelMask) - ((color2 >> RedShift) & ChannelMask));
        int gDelta = Math.Abs(((color1 >> GreenShift) & ChannelMask) - ((color2 >> GreenShift) & ChannelMask));
        int bDelta = Math.Abs((color1 & ChannelMask) - (color2 & ChannelMask));

        return rDelta + gDelta + bDelta;
    }

Answer 1

答案很長：

有多少是“很多”

我想有一台快速的機器，但我寫了這個小腳本：

 public static void Main() {
            var s = Stopwatch.StartNew();
            Random r = new Random();
            for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
                int compute = ComputeColorDelta(r.Next(255), r.Next(255));
            }
            Console.WriteLine(s.ElapsedMilliseconds);
            Console.ReadLine();
        }

輸出是：6878

所以7億次1億次看起來相當不錯。

我們絕對可以加快速度。 我改變你的功能看起來像這樣：

public static int ComputeColorDelta(int color1, int color2) {
  return 1;
}

隨着這一變化，輸出為：5546。因此，通過返回常量，我們設法獲得超過1億次迭代的1秒性能增益。 ;）

簡短回答：這個功能不是你的瓶頸。 :)

Answer 2

我正試圖讓運行時為我計算。

首先，我使用顯式字段偏移定義struct

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
public struct Color
{
    [FieldOffset(0)] public int Raw;
    [FieldOffset(0)] public byte Blue;
    [FieldOffset(8)] public byte Green;
    [FieldOffset(16)] public byte Red;
    [FieldOffset(24)] public byte Alpha;
}

計算功能將是：

public int ComputeColorDeltaOptimized(Color color1, Color color2)
{
    int rDelta = Math.Abs(color1.Red - color2.Red);
    int gDelta = Math.Abs(color1.Green - color2.Green);
    int bDelta = Math.Abs(color1.Blue - color2.Blue);

    return rDelta + gDelta + bDelta;
}

和用法

public void FactMethodName2()
{
    var s = Stopwatch.StartNew();
    var color1 = new Color(); // This is a structs, so I can define they out of loop and gain some performance
    var color2 = new Color(); 
    for (int i = 0; i < 100000000; i++)
    {
        color1.Raw = i;
        color2.Raw = 100000000 - i;
        int compute = ComputeColorDeltaOptimized(color1, color2);
    }
    Console.WriteLine(s.ElapsedMilliseconds); //5393 vs 7472 of original 
    Console.ReadLine();
}

Answer 3

一個想法是使用您已有的相同代碼，但順序不同：應用掩碼，取差異，然后移動。

可能有幫助的另一個修改是內聯這個函數：也就是說，不是為每對顏色調用它，而是直接計算差異，在任何循環中執行此代碼。 我認為它是在一個緊湊的循環內，因為否則它的成本可以忽略不計。

最后，由於您可能正在獲取圖像像素數據，因此通過使用unsafe路徑可以節省很多：使您的位圖像這個EditableBitmap ，然后獲取字節*並從中讀取圖像數據。

Answer 4

您可以這樣做以減少AND操作：

public int ComputeColorDelta(int color1, int color2)
{
    int rDelta = Math.Abs((((color1  >> RedShift) - (color2  >> RedShift))) & ChannelMask)));
    // same for other color channels

    return rDelta + gDelta + bDelta;
}

不多但是......