问题
我编写了一个 Haskell 程序，它遍历文件夹并找到文件夹中每个图像的平均颜色。它使用来自 hackage 的 repa-devil 包将图像加载到 repa 数组中。我通过将所有红色、蓝色和绿色值相加然后除以像素数来找到平均值：
-- compiled with -O2
import qualified Data.Array.Repa as R
import Data.Array.Repa.IO.DevIL
import Control.Monad.Trans (liftIO)
import System.Directory (getDirectoryContents)
size :: (R.Source r e) => R.Array r R.DIM3 e -> (Int, Int)
size img = (w, h)
where (R.Z R.:. h R.:. w R.:. 3) = R.extent img
averageColour :: (R.Source r e, Num e, Integral e) => R.Array r R.DIM3 e -> (Int, Int, Int)
averageColour img = (r `div` n, g `div` n, b `div` n)
where (w, h) = size img
n = w * h
(r,g,b) = f 0 0 0 0 0
f row col r g b
| row >= w = f 0 (col + 1) r g b
| col >= h = (r, g, b)
| otherwise = f (row + 1) col (addCol 0 r) (addCol 1 g) (addCol 2 b)
where addCol x v = v + fromIntegral (img R.! (R.Z R.:. col R.:. row R.:. x))
main :: IO ()
main = do
files <- fmap (map ("images/olympics_backup/" ++) . filter (`notElem` ["..", "."])) $ getDirectoryContents "images/olympics_backup"
runIL $ do
images <- mapM readImage files
let average = zip (map (\(RGB img) -> averageColour img) images) files
liftIO . print $ average
我还使用 Python Image Library 用 Python 编写了这个程序。它以相同的方式找到图像的平均值：
import Image
def get_images(folder):
images = []
for filename in os.listdir(folder):
images.append(folder + filename)
return images
def get_average(filename):
image = Image.open(filename)
pixels = image.load()
r = g = b = 0
for x in xrange(0, image.size[0]):
for y in xrange(0, image.size[1]):
colour = pixels[x, y]
r += colour[0]
g += colour[1]
b += colour[2]
area = image.size[0] * image.size[1]
r /= area
g /= area
b /= area
return [(r, g, b), filename, image]
def get_colours(images):
colours = []
for image in images:
try:
colours.append(get_average(image))
except:
continue
return colours
imgs = get_images('images/olympics_backup/')
print get_colours(imgs)
当这两个都在一个包含 301 个图像的文件夹上运行时，Haskell 版本的性能优于 0.2 秒（0.87 对 0.64）。这看起来很奇怪，因为 Haskell 是一种编译语言（通常比解释语言快），而且我听说 repa 数组具有良好的性能（尽管这可能只是与其他 Haskell 数据类型相比，如列表）。
我试过的
我做的第一件事是注意到我正在使用显式递归，因此我决定使用折叠替换它，这也意味着我不再需要检查我是否超出了数组的范围：
(r,g,b) = foldl' f (0,0,0) [(x, y) | x <- [0..w-1], y <- [0..h-1]]
f (r,g,b) (row,col) = (addCol 0 r, addCol 1 g, addCol 2 b)
where addCol x v = v + fromIntegral (img R.! (R.Z R.:. col R.:. row R.:. x))
这使其运行速度变慢（1.2 秒），所以我决定分析代码并查看大部分时间都花在了哪里（以防我造成了明显的瓶颈或 repa-devil 包很慢）。配置文件告诉我，约 58% 的时间花在 f 函数上，约 35% 的时间花在 addCol 上。
不幸的是，我想不出任何办法让这个运行得更快。该函数只是一个数组索引和一个加法 - 与 python 代码相同。有没有办法提高这段代码的性能，或者 Python 图像库只是提供更好的性能？