Opencv 使用Racket FFI的快速阵列访问

我正试图在Racket中编写opencvffi，并达到了一个需要高效操作数组的点。然而，我所有使用Racket FFI访问数组的尝试都导致代码效率非常低。有没有一种使用FFI快速访问C阵列的方法

在球拍中，这种操纵相当快，即：

(define a-vector (make-vector (* 640 480 3)))
(time (let loop ([i (- (* 640 480 3) 1)])
    (when (>= i 0)
      ;; invert each pixel channel-wise
      (vector-set! a-vector i (- 255 (vector-ref a-vector i)))
      (loop (- i 1)))))
->  cpu time: 14 real time: 14 gc time: 0

现在，在OpenCV中，有一个名为

IplImage

的结构，如下所示：

typedef struct _IplImage
{
    int  imageSize;             /* sizeof(IplImage) */
    ...
    char *imageData;        /* Pointer to aligned image data.*/
}IplImage;

结构在Racket中定义如下：

(define-cstruct _IplImage
    ([imageSize _int]
     ...
     [imageData _pointer]))

(define img
  (ptr-ref
   (cvLoadImage "images/test-image.png" CV_LOAD_IMAGE_COLOR)
   _IplImage))

现在，我们使用

cvLoadImage

函数加载图像，如下所示：

(define-cstruct _IplImage
    ([imageSize _int]
     ...
     [imageData _pointer]))

(define img
  (ptr-ref
   (cvLoadImage "images/test-image.png" CV_LOAD_IMAGE_COLOR)
   _IplImage))

指针

imageData

可通过以下方式访问：

（定义数据（IplImage imageData img））

现在，我们想要操纵

数据

，我能想到的最有效的方法是使用指针：

(time (let loop ([i (- (* width height channels) 1)]) ;; same 640 480 3
    (when (>= i 0)
      ;; invert each pixel channel-wise
      (ptr-set! data _ubyte i (- 255 (ptr-ref data _ubyte i)))
      (loop (- i 1)))))
-> cpu time: 114 real time: 113 gc time: 0

与本地球拍矢量的速度相比，这是非常慢的。 我还尝试了其他方法，比如

\u array

，

\u cvector

，它们甚至都没有达到使用指针的速度，除了用C编写一个一级函数，该函数可以在整个数组中运行。这个C函数被编译到一个库中，并使用FFI绑定到Racket中。然后，可以将Racket过程传递给它并应用于数组的所有元素。速度与指针相同，但仍然不足以继续将OpenCV库移植到Racket

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有更好的方法吗？

使用bytestring（通过

\u bytes

）设置整个过程可能会更好，但这是一个非常粗略的猜测。在邮件列表上问这个问题会更好…

我尝试了Eli建议的方法，结果成功了！这个想法是使用bytestring。由于在这种情况下数组的大小是已知的，因此可以使用

（使字节字符串大小为cptr长度）

：

(define data (make-sized-byte-string (IplImage-imageData img)
                                     (* width height channels)))

这导致运行时间接近Racket的本机向量：

(time (let loop ([i (- (* 640 480 3) 1)])
    (when (>= i 0)
      ;; invert each pixel channel-wise
      (bytes-set! data i (- 255 (bytes-ref data i)))
      (loop (- i 1)))))
-> cpu time: 18 real time: 18 gc time: 0

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谢谢你，伊莱。

我在Racket

用户

邮件列表上回复了这个问题。嗯，邮件列表上似乎没有人回答。在这种情况下，我如何使用bytestring？你做得很好！我现在的问题是，我们如何支持其他类型（如浮点），以及如何像数组一样访问数据？如果能够依赖类似于Python中使用numpy数组访问opencv图像的Racket数组类型，那就太好了。