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我有一个 8 位图像。对于每个像素，我需要计算出它在当前行中的序号位置。例如，如果该行是：

32 128 16 64,

然后我需要结果：

1 3 0 2,

因为 32 是该行中的第 1 高值，128 是第 3 高的，16 是第 0 高的，64 是第 2 高的。

我需要对图像的所有行重复上述过程。这是非矢量化代码：

for (int curr = 0; curr < new_height; ++curr)
{
    vector<pair<unsigned char, char> > ordered;
    for (char i = 0; i < 4; ++i)
    {
        unsigned char val = luma24.at<unsigned char>(curr, i);
        ordered.push_back(pair<unsigned char, char>(val, i));
    }
    sort(ordered.begin(), ordered.end(), cmpfun);
    for (int i = 0; i < 4; ++i)
        signature.at<char>(curr, ordered[i].second) = i;
}

luma24是我正在读取的 8 位图像，它有new_height行和 4 列。 signature是相同大小的签名图像（暂时忽略符号的差异，因为它不相关）——这是我存储结果的地方。cmpfun是一个简单的比较器函数。

我试图对上面的代码进行矢量化并得到了这个：

Mat ordinal;
luma24.convertTo(ordinal, CV_16UC1, 256, 0);
Mat sorted = ordinal.clone();
for (int i = 0; i < 4; ++i)
    ordinal(Range::all(), Range(i, i+1)) += i;
cv::sort(ordinal, sorted, CV_SORT_EVERY_ROW | CV_SORT_ASCENDING);
bitwise_and(sorted, Scalar(0x00ff), ordinal);
Mat ordinal8;
ordinal.convertTo(ordinal8, CV_8SC1, 1, 0);
ordinal8.copyTo(signature(Range::all(), Range(0, 4)));

我不得不将 8 位值和 8 位序数打包到一个 16 位通道中，因为 OpenCV 不对多通道图像执行排序。这几乎是我需要的，但不完全是。对于示例输入，它给了我：

2 0 3 1

因为最小值在第 2 列，次低值在第 0 列，依此类推。如何在不单独访问每个像素的情况下将其转换为我需要的结果？

本质上，我需要以某种方式对其进行矢量化：

uint8_t x[] = {2, 0, 3, 1};
uint8_t y[4];
for (uint8_t i = 0; i < 4; ++i)
    y[x[i]] = i;

x我当前的矢量化代码给我的中间结果在哪里，并且y是我想要的结果。

可以做到吗？

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2 回答 2

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我能想到的另一种方法是，为每一行创建一个二叉搜索树。在进行中序遍历时，我们可以获得每个像素的等级。

节点的每个元素都是一个结构

// Members of struct explained here.
// row_pos: stores position of that pixel in that row.
//     we populate this while creating binary search tree. 
//
// rank: stores its rank in that row. ()
//  while doing in-order traversal, we come to know rank of that pixel. At that point only, we update that pixel location with its rank.

typedef struct node
{
    int row_pos, rank; 
    node *left, *right;    // left and right nodes.
};

每行的步骤顺序为：

a) O(w)：通过将每个像素的位置也存储在节点中来创建二叉搜索树。

b) O(w)：开始有序遍历。对于每个节点，用排名填充该节点的像素位置（从第一个节点开始计数为 0）。

于 2013-04-02T01:05:20.340 回答
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我相信这会为您解决问题。它不需要分配、堆栈或排序，但假设您的范围是 0-255（例如 uint8）。更大的假设：只有当你有宽行时它才会有效。如果它们真的是 4 像素宽，那 i<256 有点难看。有一些方法可以消除这种情况，但为了简单起见，我假设 4 个像素只是一个“eg”。

void processRow (int* rowpos, uint8_t* pixelsForRow, int w) {
   uint32_t i, pv, v=0, hist[256]={0};
   for (i=0; i<w; i++)      hist[pixelsForRow[i]]++;
   for (i=0; i<256; i++)    {pv=hist[i]; hist[i]=v; v+=pv;}
   for (i=0; i<w; i++)      rowpos[i] = hist[pixelsForRow[i]]++;
}

好的 - 那么它是如何工作的呢？
该函数的第 1 行声明并清空了一个直方图表。
第 2 行计算直方图。
第 3 行将其转换为计数排序 - 这就是为什么 hist 使用比 uint8 更大的元素大小
第 4 行应用排序位置。

有2个技巧；首先，在第 3 行中，直方图“按 1 个索引移动”，因此第一个值始终为 '0' 而不是它本来的值，第二个值是第一个计数的值，依此类推。第二个技巧是第 4 行中的“++”——始终确保序数值是唯一的。

让我们试试你的输入：
[32 128 16 64]
line 2: [0...1....1....1...1...0] at index [0, 16, 32, 64, 128, 255] 分别
第 3 行：[0...0....1....2...3...0] 在索引 [0, 16, 32, 64, 128, 255] 处分别为
第 4 行： [1, 3, 0, 2] ... 看起来不错

让我们在稍微不同的输入上尝试一下：
[32 128 16 32]
第 2 行：[0...1....2....0...1.. .0] 在索引 [0, 16, 32, 64, 128, 255] 处分别为
第 3 行：[0...0....1....3...3...0] 在索引 [ 0, 16, 32, 64, 128, 255] 分别为
第 4 行： [1, 3, 0, 2] ... 完美


，但我不太确定它是否满足您对矢量化的需求 -- :)

于 2013-03-17T05:51:30.677 回答