Question

我有一个平面的字节RGB值数组R1 G1 B1 R2 G2 B2 R3 G3 B3 ... Rn Gn Bn。所以我的数据看起来像：

char imageData[WIDTH * HEIGHT * 3];

但我想将WIDTH * HEIGHT数组传递给现有的C库，该C库需要这个数据的单个平面。这将只是R值的序列（或只是G，或只是B）。

分配新数组并复制数据（duh）很容易。但是图像非常大。如果它不是一个C库，而是采用某种迭代接口来精细化“切片”遍历，那就太棒了。但我无法编辑我正在调用的代码......它需要一个指向顺序内存块的普通旧指针。

但是我对这个数组有写访问权限。创建一个将其分类为彩色平面的例程是可行的。我还需要一个可以反转的反向转换，但根据定义，将它分类为平面的相同方法可以应用于取消它。

我可以（有效地）将此数组转换为R1 R2 R3 ... Rn G1 G2 G3 ... Gn B1 B2 B3 ... Bn然后再返回？任何非天真的算法？

Answer 1

本文"A Simple In-Place Algorithm for In-Shuffle"描述了如何转置2 * N的矩阵并给出了如何在其他情况下进行的提示，因此3 * N也可能。 This answer to other question表明确实有可能。

或者使用将每个值写入其转置位置的算法，然后对该位置的值执行相同的操作，依此类推，直到连接循环。在位向量中标记处理的值。并继续，直到这个向量都是1。

这两种算法都不是缓存友好的。可能一些聪明的使用PREFETCH指令可以改善这一点。

修改

C ++，RGB到单平面，未优化：

#include <iostream> #include <bitset> #include <vector> enum {N = 8}; void transpose(std::vector<char>& a) { std::bitset<3*N> b; for (int i = 1; i < 3*N; ++i) { if (b[i]) continue; int ptr = i; int next; char nextVal = a[i]; do { next = ptr/3 + N*(ptr%3); char prevVal = nextVal; nextVal = a[next]; a[next] = prevVal; ptr = next; b[ptr] = true; } while (ptr != i); } } int main() { std::vector<char> a(3*N); for (int i = 0; i != 3*N; ++i) a[i] = i; transpose(a); for (int i = 0; i != 3*N; ++i) std::cout << (int)a[i] << std::endl; return 0; }

我的初衷是使用大小为WIDTH HEIGHT的位向量，这会产生WIDTH HEIGHT / 8的开销。但是总是有可能牺牲空间的速度。位向量可以是大小WIDTH或HEIGHT或任何期望值，甚至是0.技巧是保持指向单元的指针，在此之前所有值都被转置。位向量用于从该指针开始的单元格。在全部为1之后，将其移动到下一个位置，然后执行除实际数据移动之外的所有算法步骤。并且位向量已准备好继续转置。该变体是O（N ^ 2）而不是O（N）。

<强> EDIT2：

PREFITCH优化并不难实现：只需计算索引，调用PREFETCH，并将索引放入队列（ringbuffer），然后从队列中获取索引并移动数据。

<强> EDIT3：

其他算法的想法，即O（1）大小，O（N * log（N））时间，是缓存友好的并且可能比“循环”算法更快（对于图像大小<1Gb）：

将N * 3矩阵拆分为几个3 * 3的char矩阵并转置它们

将结果拆分为char [3]的3 * 3矩阵并转置它们

当矩阵大小小于数组大小时继续

现在我们有最多3 * 2 * log3（N）个订购件。加入他们。

首先加入相同大小的棋子。可以使用长度为4的非常简单的“循环”。

用反向（反向（a），反向（b））
加入不等大小的碎片

Answer 2

如果你只需要一架飞机，这似乎很容易。如果你需要全部3，你可能会有更好的算法运气。

void PlanarizeR(char * imageData, int width, int height)
{
    char *in = imageData;
    int pixelCount = width * height;
    for (int i = 0;  i < pixelCount;  ++i, in+=3)
        std::swap(*in, imageData[i])
}

将循环从高到低向后运行以反转过程应该不会太难。

Answer 3

char *imageData = malloc (WIDTH * HEIGHT * 3 * sizeof(char));

此功能执行此操作R1 R2 R3 ... Rn G1 G2 G3 ... Gn B1 B2 B3 ... Bn ,,

char *toRGB(char *imageData, int WIDTH, int HEIGHT){
    int len = WIDTH * HEIGHT;
    char *RGB = malloc (len * sizeof(char));
    int i, j = 0,flag = 0;

    for(i=0 ; i<=len ; i++, j+=3){
        if(j<len)
            RGB[i] = imageData[j];
        else{
            switch(flag){
                case 0: j=-2; flag=1; break;   // j=-2 the next iteration will start at j=1
                case 1: j=-1; break;   // j=-1 the next iteration will start at j=2
            }
        }
    }
    return RGB;
}

用于从RGB值数组中切割平面（就地）的算法

3 个答案: