円滑な関数のコードの最適化

Question

画像を与えたときに、画像内のすべてのピクセルを周囲のピクセルの平均で置き換えることで、画像のエッジを滑らかに/ぼかすような滑らかな関数を最適化しようとしていますマトリックス）。次のように最適化するためのコードは次のとおりです。誰かがこの最適化がどのように動作するかを説明することができ

int i, j, myJ; 

//cornors 
dst[0].red = (src[0].red+src[1].red+src[dim].red+src[dim+1].red)>>2; 
dst[0].blue = (src[0].blue+src[1].blue+src[dim].blue+src[dim+1].blue)>>2; 
dst[0].green = (src[0].green+src[1].green+src[dim].green+src[dim+1].green)>>2; 

i = dim*2-1; 
dst[dim-1].red = (src[dim-2].red+src[dim-1].red+src[i-1].red+src[i].red)>>2; 
dst[dim-1].blue = (src[dim-2].blue+src[dim-1].blue+src[i-1].blue+src[i].blue)>>2; 
dst[dim-1].green = (src[dim-2].green+src[dim-1].green+src[i-1].green+src[i].green)>>2; 

j = dim*(dim-1); 
i = dim*(dim-2); 
dst[j].red = (src[j].red+src[j + 1].red+src[i].red+src[i + 1].red)>>2; 
dst[j].blue = (src[j].blue+src[j + 1].blue+src[i].blue+src[i + 1].blue)>>2; 
dst[j].green = (src[j].green+src[j + 1].green+src[i].green+src[i + 1].green)>>2; 

j = dim*dim-1; 
i = dim*(dim-1)-1; 
dst[j].red = (src[j - 1].red+src[j].red+src[i - 1].red+src[i].red)>>2; 
dst[j].blue = (src[j - 1].blue+src[j].blue+src[i - 1].blue+src[i].blue)>>2; 
dst[j].green = (src[j - 1].green+src[j].green+src[i - 1].green+src[i].green)>>2; 

//sides 
i = dim - 1; 
for (j = 1; j < i; j++) 
{ 
    dst[j].red = (src[j].red+src[j-1].red+src[j+1].red+src[j+dim].red+src[j+1+dim].red+src[j-1+dim].red)/6; 
    dst[j].green = (src[j].green+src[j-1].green+src[j+1].green+src[j+dim].green+src[j+1+dim].green+src[j-1+dim].green)/6; 
    dst[j].blue = (src[j].blue+src[j-1].blue+src[j+1].blue+src[j+dim].blue+src[j+1+dim].blue+src[j-1+dim].blue)/6; 
} 

i = dim*dim-1; 
for (j = i - dim + 2; j < i; j++) 
{ 
    dst[j].red = (src[j].red+src[j-1].red+src[j+1].red+src[j-dim].red+src[j+1-dim].red+src[j-1-dim].red)/6; 
    dst[j].green = (src[j].green+src[j-1].green+src[j+1].green+src[j-dim].green+src[j+1-dim].green+src[j-1-dim].green)/6; 
    dst[j].blue = (src[j].blue+src[j-1].blue+src[j+1].blue+src[j-dim].blue+src[j+1-dim].blue+src[j-1-dim].blue)/6; 
} 

for (j = dim+dim-1; j < dim*dim-1; j+=dim) 
{ 
    dst[j].red = (src[j].red+src[j-1].red+src[j-dim].red+src[j+dim].red+src[j-dim-1].red+src[j-1+dim].red)/6; 
    dst[j].green = (src[j].green+src[j-1].green+src[j-dim].green+src[j+dim].green+src[j-dim-1].green+src[j-1+dim].green)/6; 
    dst[j].blue = (src[j].blue+src[j-1].blue+src[j-dim].blue+src[j+dim].blue+src[j-dim-1].blue+src[j-1+dim].blue)/6; 
} 

i = i - (dim - 1); 
for (j = dim; j < i; j+=dim) 
{ 
    dst[j].red = (src[j].red+src[j-dim].red+src[j+1].red+src[j+dim].red+src[j+1+dim].red+src[j-dim+1].red)/6; 
    dst[j].green = (src[j].green+src[j-dim].green+src[j+1].green+src[j+dim].green+src[j+1+dim].green+src[j-dim+1].green)/6; 
    dst[j].blue = (src[j].blue+src[j-dim].blue+src[j+1].blue+src[j+dim].blue+src[j+1+dim].blue+src[j-dim+1].blue)/6; 
} 

myJ = dim; 

for (i = 1; i < dim-1; i++) 
{ 
    for (j = 1; j < dim-1; j++) 
    { 
     myJ ++; 
     dst[myJ].red = (src[myJ-1].red+src[myJ].red+src[myJ+1].red+src[myJ-dim-1].red+src[myJ-dim].red+src[myJ-dim+1].red+src[myJ+dim-1].red+src[myJ+dim].red+src[myJ+dim+1].red)/9; 
     dst[myJ].green = (src[myJ-1].green+src[myJ].green+src[myJ+1].green+src[myJ-dim-1].green+src[myJ-dim].green+src[myJ-dim+1].green+src[myJ+dim-1].green+src[myJ+dim].green+src[myJ+dim+1].green)/9; 
     dst[myJ].blue = (src[myJ-1].blue+src[myJ].blue+src[myJ+1].blue+src[myJ-dim-1].blue+src[myJ-dim].blue+src[myJ-dim+1].blue+src[myJ+dim-1].blue+src[myJ+dim].blue+src[myJ+dim+1].blue)/9; 
    } 
    myJ += 2; 
} 

：

int i, j, ii, jj; 
pixel_sum ps; 

for (j = 0; j < dim; j++){ 
    for (i = 0; i < dim; i++){ 
     initialize_pixel_sum(&ps); 
     for(ii = max(i-1, 0); ii <= min(i+1, dim-1); ii++){ 
      for(jj = max(j-1, 0); jj <= min(j+1, dim-1); jj++){ 
       accumulate_sum(&ps, src[RIDX(ii,jj,dim)]); 
      } 
     } 
     dst[RIDX(i,j,dim)].red = ps.red/ps.num; 
     dst[RIDX(i,j,dim)].green = ps.green/ps.num; 
     dst[RIDX(i,j,dim)].blue = ps.blue/ps.num; 
    } 
} 

私は以下のようになります。その最適化されたバージョンを見つけましたか？

Answer 1

多くのもの（accumulate_sum、pixel_sum、RIDXなど）の定義を表示していないので、明確に伝えるのは難しいです。コードの最初のバージョンは行と列でデータを反復処理し、2番目のバージョンはコーナーポイントを最初に処理し、次にエッジを処理し、残りのデータを処理するように見えます。周囲のピクセルに基づいてピクセルを処理しています。コーナーやエッジの隣接ピクセル数が少ないため、処理が簡単です。これらの特別なケースを打ち破ることで、それらのコードを簡素化することができます。 2番目のバージョンunrollsは残りのデータを処理している最中の2つのループです。これは特殊なケース（エッジとコーナー）をすべて削除したためにのみ可能です。

この変更が実際に「最適化」であるかどうかは、読者の練習として残されています。確かに知るには、両方のバージョンのパフォーマンステストを実行する必要があります。 2番目のバージョンがより効率的になっても、最初のバージョンははるかに読みやすくなります。