将rgb图像转换为灰度图像的两个功能:
function rgb2gray_loop{T<:FloatingPoint}(A::Array{T,3})
r,c = size(A)
gray = similar(A,r,c)
for i = 1:r
for j = 1:c
@inbounds gray[i,j] = 0.299*A[i,j,1] + 0.587*A[i,j,2] + 0.114 *A[i,j,3]
end
end
return gray
end
和:
function rgb2gray_vec{T<:FloatingPoint}(A::Array{T,3})
gray = similar(A,size(A)[1:2]...)
gray = 0.299*A[:,:,1] + 0.587*A[:,:,2] + 0.114 *A[:,:,3]
return gray
end
第一个使用循环,而第二个使用向量化。
当对它们进行基准测试(使用Benchmark程序包)时,对于不同大小的输入图像(f1
循环版本,f2
矢量化版本),我得到以下结果:
A = rand(50,50,3)
:
| Row | Function | Average | Relative | Replications |
|-----|----------|-------------|----------|--------------|
| 1 | "f1" | 3.23746e-5 | 1.0 | 1000 |
| 2 | "f2" | 0.000160214 | 4.94875 | 1000 |
A = rand(500,500,3)
:
| Row | Function | Average | Relative | Replications |
|-----|----------|------------|----------|--------------|
| 1 | "f1" | 0.00783007 | 1.0 | 100 |
| 2 | "f2" | 0.0153099 | 1.95527 | 100 |
A = rand(5000,5000,3)
:
| Row | Function | Average | Relative | Replications |
|-----|----------|----------|----------|--------------|
| 1 | "f1" | 1.60534 | 2.56553 | 10 |
| 2 | "f2" | 0.625734 | 1.0 | 10 |
我期望一个函数比另一个函数快(也许是f1,因为inbounds宏)。
但是我无法解释,为什么矢量化版本对于较大的图像会更快。这是为什么?
结果的答案是,Julia中的多维数组以列优先顺序存储。请参阅Julias记忆顺序。
固定循环版本,关于列的主要顺序(交换了内部和外部循环变量):
function rgb2gray_loop{T<:FloatingPoint}(A::Array{T,3})
r,c = size(A)
gray = similar(A,r,c)
for j = 1:c
for i = 1:r
@inbounds gray[i,j] = 0.299*A[i,j,1] + 0.587*A[i,j,2] + 0.114 *A[i,j,3]
end
end
return gray
end
的新结果A = rand(5000,5000,3)
:
| Row | Function | Average | Relative | Replications |
|-----|----------|----------|----------|--------------|
| 1 | "f1" | 0.107275 | 1.0 | 10 |
| 2 | "f2" | 0.646872 | 6.03004 | 10 |
较小数组的结果:
A = rand(500,500,3)
:
| Row | Function | Average | Relative | Replications |
|-----|----------|------------|----------|--------------|
| 1 | "f1" | 0.00236405 | 1.0 | 100 |
| 2 | "f2" | 0.0207249 | 8.76671 | 100 |
A = rand(50,50,3)
:
| Row | Function | Average | Relative | Replications |
|-----|----------|-------------|----------|--------------|
| 1 | "f1" | 4.29321e-5 | 1.0 | 1000 |
| 2 | "f2" | 0.000224518 | 5.22961 | 1000 |
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