Можно ли как то оптимизировать данный участок кода

← →
DVM © (2007-05-08 14:42) [0]

type PFColor =^TFColor; TFColor = packed record b,g,r: Byte; end; TMatrixItem = record Blue: Cardinal; Green: Cardinal; Red: Cardinal; Sum: Cardinal; end; PMatrixItem = ^TMatrixItem; var pmi: PMatrixItem; pc: PFColor; //------------------------ inc(pmi^.blue, pc^.b); inc(pmi^.green, pc^.g); inc(pmi^.red, pc^.r); inc(pmi^.sum); Inc(pc); //------------------------- Отчеркнутый фрагмент выполняется сотни тысяч раз. Можно ли как ускорить эти операции?

← →
Ega23 © (2007-05-08 14:52) [1]

На асме его написать?

← →
DVM © (2007-05-08 14:53) [2]

> На асме его написать?

Не владею в такой степени, чтобы обставить компилятор Delphi в плане скорости.

← →
X9 © (2007-05-08 14:55) [3]

Большой разницы между данным фрагментом (при использовании оптимизации) и его ASM-вариантом быть не должно.

← →
DVM © (2007-05-08 14:56) [4]

Тут прямо хочется как-то одним действием увеличить все три переменных blue, green, red :)

← →
MBo © (2007-05-08 14:59) [5]

>одним действием увеличить все три переменных blue, green, red :)
для этого MMX можно использовать, но накладные расходы на подготовку данных будут значительны, так что выигрыша может и не быть

← →
X9 © (2007-05-08 14:59) [6]

Одним действие не получится, ибо 3 cardinal в один 32-битный регистр не поместятся. А почему именно Cardinal? Если это RGB, то Byte хватит за глаза. А если Byte, то уже есть возможность немного схитрить.

← →
DVM © (2007-05-08 15:02) [7]

> А почему именно Cardinal?

Вычисляется средний цвет прямоугольного фрагмента изображения.

Cardinal - это суммы значений точек в клетке по каналам.

Так сделано для ускорения работы - после суммирования всех точек в клетке вычисляется средний цвет один раз.

← →
MBo © (2007-05-08 15:31) [8]

var ca: array of TFColor; mi: TMatrixItem; pc: PFColor; i, N: Integer; t: DWord; begin N := 1024*1024*64; SetLength(ca, N); FillChar(mi, SizeOf(mi), 0); pc := @ca[0]; t := GetTickCount; for i := 0 to N - 1 do begin inc(mi.blue, pc^.b); inc(mi.green, pc^.g); inc(mi.red, pc^.r); inc(mi.sum); Inc(pc); end; Caption := IntToStr(mi.Sum + mi.Blue +mi.Green +mi.Red) +" " + IntToStr(GetTickCount - t); end;

Хм... Этот код для 64 мегапикселов (192 мегабайта) выполняется у меня за 453 мс, т.е. скорость обработки 150 мегапикселов в секунду. Мало? ;)

← →
Rouse_ © (2007-05-08 15:34) [9]

type PFColor =^TFColor; TFColor = packed record b,g,r: Byte; end; TMatrixItem = record Blue: Cardinal; Green: Cardinal; Red: Cardinal; Sum: Cardinal; end; PMatrixItem = ^TMatrixItem; procedure ModifyMatrix(MatrixItems: PMatrixItem; Color: PFColor; const MatrixItemsCount: Integer); assembler; asm push eax push ebx push ecx push edx push edi push esi mov esi, eax // MatrixItems mov bx, [edx] mov dl, [edx + 2] // Color @loop: mov eax, [esi] add al, bl mov [esi], eax mov eax, [esi + 4] add al, bh mov [esi + 4], eax mov eax, [esi + 8] add al, dl mov [esi + 8], eax inc [esi + 12] add esi, 16 loop @loop pop esi pop edi pop edx pop ecx pop ebx pop eax end; procedure TForm5.Button1Click(Sender: TObject); var pmi, pmiTmp: PMatrixItem; pc: TFColor; I: Integer; begin GetMem(pmi, SizeOf(TMatrixItem) * 4); try pc.b := 10; pc.g := 20; pc.r := 30; pmiTmp := pmi; for I := 1 to 4 do begin pmiTmp^.Blue := I * 10; pmiTmp^.Green := I * 11; pmiTmp^.Red := I * 12; pmiTmp^.Sum := I * 13; Memo1.Lines.Add(Format("%d.%d.%d.%d", [pmiTmp^.Blue, pmiTmp^.Green, pmiTmp^.Red, pmiTmp^.Sum])); Inc(pmiTmp); end; ModifyMatrix(pmi, @pc, 4); pmiTmp := pmi; for I := 0 to 3 do begin Memo1.Lines.Add(Format("%d.%d.%d.%d", [pmiTmp^.Blue, pmiTmp^.Green, pmiTmp^.Red, pmiTmp^.Sum])); Inc(pmiTmp); end; finally FreeMem(pmi); end; end;

← →
DVM © (2007-05-08 15:35) [10]

> Мало? ;)

Я детектор движения пишу. Сейчас скорость 500 fps при размере кадра 640*480 на одном ядре. Цель -1000 FPS. Но видимо в этом участе кода уже предел - буду другие места мучить. :)

← →
Rouse_ © (2007-05-08 15:38) [11]

Не вот так проще:

procedure ModifyMatrix(MatrixItems: PMatrixItem; Color: PFColor; const MatrixItemsCount: Integer); assembler; asm push eax push ebx push ecx push edx mov bx, [edx] mov dl, [edx + 2] @loop: add [eax], bl add [eax + 4], bh add [eax + 8], dl inc [eax + 12] add eax, 16 loop @loop pop edx pop ecx pop ebx pop eax end;

← →
DVM © (2007-05-08 15:52) [12]

> Rouse_ © (08.05.07 15:38) [11]

У меня цикл с 1 а не с нуля

← →
Rouse_ © (2007-05-08 15:53) [13]

А этому коду пофигу... Он знает размер буффера и начальный адрес буффера. Хоть с десятки начинай

← →
DVM © (2007-05-08 16:00) [14]

> Rouse_ © (08.05.07 15:53) [13]

Тогда че-то не так

Было и работает:

for cy := 1 to ty do begin for cx := 1 to tx do begin inc(pmi^.blue, pc^.b); inc(pmi^.green, pc^.g); inc(pmi^.red, pc^.r); Inc(pc); end; inc(integer(pc), Delta); end; pmi^.sum := ty * tx;

Стало, но не работает:

for cy := 1 to ty do begin ModifyMatrix(pmi, pc, tx); inc(integer(pc), Delta); end; pmi^.sum := ty * tx;

← →
DVM © (2007-05-08 16:10) [15]

> > Rouse_ ©

У тебя в цикле на ASM вроде указатель pc не сдвигается.

← →
Rouse_ © (2007-05-08 16:11) [16]

Пропустил что второй параметр у тебя тоже массив :)
Тогда:

procedure ModifyMatrix(MatrixItems: PMatrixItem; Color: PFColor; const MatrixItemsCount: Integer); assembler; asm push eax push ebx push ecx push edx @loop: mov bx, [edx] add [eax], bl add [eax + 4], bh mov bl, [edx + 2] add [eax + 8], bl inc [eax + 12] add eax, 16 add edx, 3 loop @loop pop edx pop ecx pop ebx pop eax end;

← →
DVM © (2007-05-08 16:11) [17]

Не я неправ, все на месте

← →
Rouse_ © (2007-05-08 16:13) [18]

Эээ, погоди. Вот это не то что было в начале:

for cy := 1 to ty do begin for cx := 1 to tx do begin inc(pmi^.blue, pc^.b); inc(pmi^.green, pc^.g); inc(pmi^.red, pc^.r); Inc(pc); end; inc(integer(pc), Delta); end; pmi^.sum := ty * tx;

← →
Rouse_ © (2007-05-08 16:15) [19]

короче на пальцах...
Мой код принимает на вход два массива PMatrixItem и PFColor, каждый цветовой элемент первого массива увеличивается на значение цвета из второго массива а pmi^.sum просто увеличивается на единицу... Оно?

← →
DVM © (2007-05-08 16:16) [20]

> Эээ, погоди. Вот это не то что было в начале:

Да, я знаю, я поправил твой код там одна строка лишняя получается, но все равно не фурычит че-то.

Я так понял твоя функция это замена внутреннего цикла?

← →
Rouse_ © (2007-05-08 16:17) [21]

угу

← →
DVM © (2007-05-08 16:19) [22]

> Оно?

Оно вроде. pmi^.sum можно выкинуть из цикла оно и так рассчитывается.

← →
DVM © (2007-05-08 16:21) [23]

> угу

Или я че-то непонимаю, но в результате замены все работает не так как ранее.

← →
Rouse_ © (2007-05-08 16:22) [24]

Ну я как твою задачу понял - так ее и реализовал :)
Либо неверно я понял, либо ты ее неверно описал :)

← →
DVM © (2007-05-08 16:24) [25]

Короче вот:

Было:

for cy := 1 to ty do begin //ModifyMatrix(pmi, pc, tx); for cx := 1 to tx do begin inc(pmi^.blue, pc^.b); inc(pmi^.green, pc^.g); inc(pmi^.red, pc^.r); pmi^.sum := ty * tx; Inc(pc); end; inc(integer(pc), Delta); end;

Меняем:

for cy := 1 to ty do begin ModifyMatrix(pmi, pc, tx); //for cx := 1 to tx do //begin //inc(pmi^.blue, pc^.b); //inc(pmi^.green, pc^.g); //inc(pmi^.red, pc^.r); //pmi^.sum := ty * tx; //Inc(pc); //end; inc(integer(pc), Delta); end;

Где:

procedure ModifyMatrix(MatrixItems: PMatrixItem; Color: PFColor; const MatrixItemsCount: Integer); assembler; asm push eax push ebx push ecx push edx @loop: mov bx, [edx] add [eax], bl add [eax + 4], bh mov bl, [edx + 2] add [eax + 8], bl inc [eax + 12] add eax, 16 add edx, 3 loop @loop pop edx pop ecx pop ebx pop eax end;

Не работает.

← →
DVM © (2007-05-08 16:25) [26]

pmi^.sum := ty * tx;

только надо убрать в первом коде

← →
Rouse_ © (2007-05-08 16:26) [27]

А, ну тогда естественно не так...
Сек...

← →
Rouse_ © (2007-05-08 16:29) [28]

Вот это закоментрарь:

//inc [eax + 12]
//add eax, 16

← →
DVM © (2007-05-08 16:33) [29]

Один фиг, смотри:

Постараюсь без неточностей:

Было:

for cy := 1 to ty do
begin
//ModifyMatrix(pmi, pc, tx);
for cx := 1 to tx do
begin
inc(pmi^.blue, pc^.b);
inc(pmi^.green, pc^.g);
inc(pmi^.red, pc^.r);
Inc(pc);
end;
inc(integer(pc), Delta);
end;
pmi^.sum := ty * tx;

Стало:

for cy := 1 to ty do begin ModifyMatrix(pmi, pc, tx); inc(integer(pc), Delta); end; pmi^.sum := ty * tx;

Где:

procedure ModifyMatrix(MatrixItems: PMatrixItem; Color: PFColor; const MatrixItemsCount: Integer); assembler; asm push eax push ebx push ecx push edx @loop: mov bx, [edx] add [eax], bl add [eax + 4], bh mov bl, [edx + 2] add [eax + 8], bl //inc [eax + 12] //add eax, 16 add edx, 3 loop @loop pop edx pop ecx pop ebx pop eax end;

Это не одно и то же выходит.

← →
Rouse_ © (2007-05-08 16:37) [30]

Ты лучше результаты первого и второго покажи... Что у тебя на входе находится в pmi^ и на выходе в момент выполнения inc(integer(pc), Delta);

← →
DVM © (2007-05-08 16:47) [31]

> Rouse_ ©

А какая строка в твоем коде отвечает за количество оборотов цикла?

← →
Rouse_ © (2007-05-08 16:49) [32]

const MatrixItemsCount: Integer
Указывает на размер буффера во втором параметре. т.е. кол-во элементов типа ТFColor

← →
DVM © (2007-05-08 16:54) [33]

> Rouse_ © (08.05.07 16:49) [32]

Теперь мне все понятно, подумаю сам дальше. Твоя функция на 10% быстрее вроде как чем мой код на паскале, но почему то дает ложные срабатывания детектора, т.е. в pmi^ где то заносятся левые значения.

Почему - неясно пока.

Результаты тут привести проблематично - я смотрю уже на последствия изменений - когда сравниваются два кадра изображения, сами же значения в pmi^ мне мало о чем скажут. На входе там нули.

← →
Rouse_ © (2007-05-08 16:56) [34]

> в pmi^ где то заносятся левые значения.

Вероятно размер буффера более меньший, чем указан в третьем параметре...

← →
Sapersky (2007-05-08 17:21) [35]

procedure GetSumA(Src : PFColor; Dst : PMatrixItem; Count : Integer);
asm
push ebx
push esi
push edi
push edx
mov esi, eax // Src -> esi
mov eax, edx
mov ebx, [eax] // unpacking Dst to ebx, edx, edi
mov edx, [eax + 4]
mov edi, [eax + 8]
@loop:
movzx eax, byte ptr [esi]
add ebx, eax // b
movzx eax, byte ptr [esi + $01]
add edx, eax // g
movzx eax, byte ptr [esi + $02]
add edi, eax // r
add esi, 3
dec ecx
jnz @loop
mov eax, edx
pop edx
mov [edx], ebx
mov [edx + 4], eax
mov [edx + 8], edi
pop edi
pop esi
pop ebx
end;

pmi.blue, pmi.green, pmi.red хранятся в регистрах, за счёт чего получается существенно быстрее.
Копирайт, скажу честно, принадлежит дельфийскому оптимизатору. Вот это даёт практически аналогичный результат:

procedure GetSum(Src : PFColor; Dst : PMatrixItem; Count : Integer);
Var n, r, g, b : Integer;
begin
b := Dst.Blue; g := Dst.Green; r := Dst.Red;
for n := 0 to Count - 1 do begin
inc(r, Src.b);
inc(g, Src.g);
inc(b, Src.r);
Inc(Src);
end;
Dst.Blue := b; Dst.Green := g; Dst.Red := r;
end;

но присвоение начальных значений r,g,b занимает один из регистров, и получается немного медленнее. Если присваивать 0 - скорость такая же, как и у asm.

← →
DVM © (2007-05-08 17:36) [36]

> Sapersky (08.05.07 17:21) [35]

Вот с твоим вариантом проблем нет - работает нормально.

мой вариант - 450 fps
GetSum 470
GetSumА 550

Вот только непонятен мне посл вариант немного.

PS. Хочу сделать (точнее сделал) детектор движения, как расширение FastDIB.

← →
Sapersky (2007-05-08 19:35) [37]

Вот только непонятен мне посл вариант немного.
Это практически копия CPU window от GetSum.
movzx eax, byte ptr [esi]
это то же самое что и
xor eax, eax
mov al, [esi]
но быстрее, несмотря даже на то, что xor можно вынести из цикла.

Можно вообще избавиться от asm, если использовать GetSum вот в таком варианте:
procedure GetSum(Src : PFColor; Dst : PMatrixItem; Count : Integer);
Var n, r, g, b : Integer;
begin
b := 0; g := 0; r := 0;
for n := 0 to Count - 1 do begin
inc(r, Src.b);
inc(g, Src.g);
inc(b, Src.r);
Inc(Src);
end;
Dst.Blue := b; Dst.Green := g; Dst.Red := r;
end;

Var mi : TMatrixItem;

for cy := 1 to ty do begin
GetSum(pc, @mi, tx);
Inc(pmi.blue, mi.blue);
Inc(pmi.green, mi.green)
Inc(pmi.red, mi.red);
<...>

скорость должна быть такая же, что и с GetSumA.
Так что ассемблер знать надо, но писать на нём вовсе не обязательно (за исключением MMX/SSE, но это штука весьма специфичная и далеко не всегда применимая).

PS. Хочу сделать (точнее сделал) детектор движения, как расширение FastDIB.

В смысле выложить код? Это можно посмотреть, глядишь, ещё чего оптимизируем.

← →
DVM © (2007-05-09 13:39) [38]

> Sapersky (08.05.07 17:21) [35]

А ведь все таки и твоя функция работает не совсем правильно, я сразу и не заметил.

Правильно работает, только если писать так:

procedure GetSum(var Src : PFColor; var Dst : PMatrixItem; Count : Integer); Var n, r, g, b : Integer; begin b := Dst.Blue; g := Dst.Green; r := Dst.Red; for n := 0 to Count - 1 do begin inc(r, Src.b); inc(g, Src.g); inc(b, Src.r); Inc(Src); end; Dst.Blue := b; Dst.Green := g; Dst.Red := r; end;

но с var медленно очень, в два раза медленнее.

> В смысле выложить код? Это можно посмотреть, глядишь, ещё
> чего оптимизируем.

Да, но сначала его причесать надо, у меня там пока много спорных моментов в плане и скорости и функциональности. Детектор должен быть очень быстрым и несложным - в духе FastDIB. Собственно почти уже готово.

А вот так все работает очень хорошо. Но пришлось отказаться от доп процедуры, ибо доп процедура работает правильно только при указании ключевого слова var, но это медленно.

Итак, было (510 fps):

for cy := 1 to ty do begin for cx := 1 to tx do begin inc(pmi^.blue, pc^.b); inc(pmi^.green, pc^.g); inc(pmi^.red, pc^.r); Inc(pc); end; inc(integer(pc), Delta); end;

Стало (660 fps):

for cy := 1 to ty do begin b := 0; g := 0; r := 0; for CX := 1 to TX do begin inc(B, pc^.b); inc(g, pc^.g); inc(R, pc^.r); Inc(PC); end; mi.Blue := b; mi.Green := g; mi.Red := r; Inc(pmi.blue, mi.blue); Inc(pmi.green, mi.green); Inc(pmi.red, mi.red); inc(integer(pc), Delta); end;

Код стал странноват, но быстрее на 20 процентов.

Интересно, а еще быстрее можно?

> Интересно, а еще быстрее можно?

Можно.

Software Optimization Guide for AMD Family 10h Processors
http://www.amd.com/us-en/assets/content_type/white_p…ch_docs/40546.pdf

← →
Sapersky (2007-05-09 22:43) [42]

А ведь все таки и твоя функция работает не совсем правильно, я сразу и не заметил.
Правильно работает, только если писать так:
procedure GetSum(var Src : PFColor; var Dst : PMatrixItem; Count : Integer);

Разумеется, указатель Src, если его передавать по значению (без var), после выполнения процедуры не инкрементируется. Ну а вручную инкрементировать трудно, что ли:
inc(integer(pc), Delta + tx * 3);
или вообще без указателей:
GetSum(@FDIB.Pixels24[cy, 1], @mi, tx);
т.к. во внешнем (вертикальном) цикле "ловить блох" не имеет смысла, да и TFastDIB.Pixels это не TBitmap.Pixels.

Интересно, а еще быстрее можно?

Можно всё-таки попробовать MMX... сейчас прикинул - получается 3 операции на пиксель вместо 6. Но для этого нужно:
1) Использовать 32-битные картинки вместо 24-битных. Или разложить 24 на 3 по 8, хотя это по многим причинам менее удобно.
2) Начало обрабатываемой области должно быть выравнено на 8 байт, т.е. на 2 пикселя, размер желательно тоже.
3) Обрабатывать за один вызов не более 65536 пикселей, т.к. размер счётчиков придётся сократить до word. Впрочем, это как раз не проблема.

> Разумеется, указатель Src, если его передавать по значению
> (без var), после выполнения процедуры не инкрементируется.
>

Да, я уже понял. Собственно меня вариант без использования доп процедуры даже больше устраивает.

> Можно всё-таки попробовать MMX...

> Использовать 32-битные картинки вместо 24-битных.

Не, отпадает - при конвертации/разложении потеряем весь прирост скорости.

> DVM ©
> for cy := 1 to ty do
> begin
> b := 0; g := 0; r := 0;
> for CX := 1 to TX do
> begin
> inc(B, pc^.b);
> inc(g, pc^.g);
> inc(R, pc^.r);
> Inc(PC);
> end;
> mi.Blue := b; mi.Green := g; mi.Red := r;
> Inc(pmi.blue, mi.blue);
> Inc(pmi.green, mi.green);
> Inc(pmi.red, mi.red);
> inc(integer(pc), Delta);
> end;

А что такое mi? Может проще:

Inc(pmi.blue, b);
Inc(pmi.green, g);
Inc(pmi.red, r);

а то 3 лишних присваивания.

> а то 3 лишних присваивания.

:) Они не лишние. Так вот быстрее чуть-чуть, как ни странно. К тому же они находятся во внешнем цикле - поэтому пофиг.

> [46] DVM © (10.05.07 15:18)

А если..
b := pc^.b; g := pc^.g; r := pc^.r; for CX := 2 to TX do begin Inc(PC); inc(b, pc^.b); inc(g, pc^.g); inc(R, pc^.r); end;
Или что-то в этом направлении...

> [48] DVM © (10.05.07 16:20)

Разве три присваивания нулей и три inc-а быстрее чем просто присваивание первых элементов и переход сразу ко вторым?

[49] Да ещё помноженное на ty внешнего цикла...

А если несколько потоков запускать? %)

> А если несколько потоков запускать? %)

а мой код и так будет в нескольких потоках параллельно работать в реальной программе.

← →
Sapersky (2007-05-10 18:00) [53]

Ради интереса сделал-таки с MMX, только макс. кол-во обрабатываемых за вызов пикселей - 256, а не 65536, прочие условия см. [42]. Быстрее где-то в 1.2 раза.
Вот, может пригодится:

Type
PMatrixItem16 = ^TMatrixItem16;
TMatrixItem16 = record
Blue, Green, Red, Alpha: Word;
end;

procedure GetSumMMX(Src : PFColorA; Dst : PMatrixItem16; Count : Integer);
asm
shr ecx, 1
jz @exit

db $0F,$EF,$D2 /// pxor mm2, mm2
db $0F,$EF,$DB /// pxor mm3, mm3
db $0F,$EF,$E4 /// pxor mm4, mm4
@loop:
db $0F,$6F,$00 /// movq mm0, [eax]
db $0F,$6F,$C8 /// movq mm1, mm0
db $0F,$60,$CA /// punpcklbw mm1, mm2
db $0F,$68,$C2 /// punpckhbw mm0, mm2
db $0F,$FD,$D8 /// paddw mm3, mm0
db $0F,$FD,$E1 /// paddw mm4, mm1
add eax, 8
dec ecx
jnz @loop
db $0F,$FD,$DC /// paddw mm3, mm4
db $0F,$7F,$1A /// movq [edx], mm3
@exit:
end;

После цикла с обработкой:
asm
db $0F,$77 /// emms
end;

> Sapersky (10.05.07 18:00) [53]

спасибо, погляжу

Можно ли как то оптимизировать данный участок кода Найти похожие ветки