【见微知著】OpenCV中C++11 lambda方式急速像素遍历

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C++11 lambda语法

C++11中引入了lambda表达式，它支持定义一个内联(inline)的函数，作为一个本地的对象或者一个参数。有了lambda表达式，就可以很方便的使用stl标准库，它的标准语法如下：

[...](...) mutable throwSpec -> returnType {...}

参数解释：

[…]里面包含的是可以引用的本地变量
(…)里面包含的是函数的变量参数
returnType是返回类型

一个简单的例子如下：

auto sum_xy = [](int x, int y) -> int {
  return x + y;
};
std::cout <<" sum_xy = "<< sum_xy(11, 12) << std::endl;

引入本地变量

int a = 25, b = 9;
auto sum_xy = [&a, &b](int x, int y) -> int {
  return x + y + a + b;
};
std::cout <<" sum_xy = "<< sum_xy(11, 12) << std::endl;

注意：
如果直接使用，没有把本地变量放到变量列表中去，就会出现一个常见的语法错误：

封闭函数局部变量不能在lambda体中引用，除非位于捕获列表中

Mat的for Each遍历

说实话我也没有注意过，OpenCV4从哪个版本开始支持，反正已经支持了，通过Mat的forEach方式结合C++11 lambda表达式，实现对Mat对象快速像素遍历。语法如下：

void cv::Mat::forEach(const Functor & operation)

其中operation是一个C++11 lambda表达式，同时也是一个匿名的C++函数。基于Mat的for Each实现的像素遍历代码如下：

// wxh = 3840x2560
cv::Mat image = cv::imread("D:/test_pixs.jpg");
typedef cv::Point3_<uint8_t> Pixel;

// forEach方式的像素遍历
double start = (double)cv::getTickCount();
image.forEach<Pixel>([](Pixel &p, const int * position) -> void {
p.x = 255 - p.x;
p.y = 255 - p.y;
p.z = 255 - p.z;
});
double time = (((double)cv::getTickCount() - start)) / cv::getTickFrequency();
printf(" forEach time : %.4f seconds\n", time);

传统高效的OpenCＶ指针方式的像素遍历访问代码如下：

// raw pointer access.
start = (double)cv::getTickCount();
for (int r = 0; r < image.rows; ++r) {
  Pixel* ptr = image.ptr<Pixel>(r, 0);
  const Pixel* ptr_end = ptr + image.cols;
  for (; ptr != ptr_end; ++ptr) {
    ptr->x = 255 - ptr->x;
    ptr->y = 255 - ptr->y;
    ptr->z = 255 - ptr->z;
  }
}
time = (((double)cv::getTickCount() - start)) / cv::getTickFrequency();
printf(" raw pointer access time : %.4f seconds\n", time);

运行结果对比如下：

从执行的时间可以看出，针对一张3840x2560大小的图像、forEach方式遍历的确比较靠谱。

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