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C# - OpenCvSharp 사용 시 포인터를 이용한 속도 향상

아래의 글을 쓴 이후,

내가 만든 코드보다 OpenCV의 속도가 월등히 빠른 이유
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11423

그래도 C#의 성능을 어떻게 좀 높일 수 있을까... 생각하다가 그냥 포인터 연산을 사용해 보기로 했습니다. 지난 글에서도 봤듯이 포인터 연산이라고 해서 무조건 빠른 것은 아닙니다.

C# - System.Span<T> 성능
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11535

위의 결과에도 나오지만 단순 배열의 경우 포인터 연산과 비교해도 속도에서 결코 뒤지지 않습니다. 단지, OpenCvSharp의 경우에는 개별 요소를 제네릭 메서드로 경유하는 것이기 때문에 포인터를 직접 사용하는 것이 더 나을 수 있겠다는 생각이었습니다.




변환 코드는 다음의 제네릭 버전(At, Set)인 C# 메서드를,

static int Convert2(Mat srcMat, Mat kernel, Window window)
{
    int iMin, iVal;

    using (Mat dstMat = srcMat.Clone())
    {
        for (int i = 0; i < srcMat.Rows - 2; i++)
        {
            for (int j = 0; j < srcMat.Cols - 2; j++)
            {
                iMin = 0xFFF;

                for (int ii = 0; ii < kernel.Rows; ii++)
                {
                    for (int jj = 0; jj < kernel.Cols; jj++)
                    {
                        if (kernel.At<byte>(ii, jj) != 0)
                        {
                            iVal = srcMat.At<byte>(i + ii, j + jj);
                            if (iMin > iVal)
                            {
                                iMin = iVal;
                            }
                        }
                    }
                }

                dstMat.Set<byte>(i + 1, j + 1, (byte)iMin);
            }
        }
    }

    return 0;
}

포인터 연산으로 바꾼 것입니다.

static unsafe int Convert3(Mat srcMat, Mat kernel, Window window)
{
    int iMin, iVal;

    byte* kernelPtr = kernel.DataPointer;
    long kernelStep = kernel.Step();
    int kernelElemSize = kernel.ElemSize();

    byte* srcPtr = srcMat.DataPointer;
    long srcStep = srcMat.Step();
    int srcElemSize = srcMat.ElemSize();

    using (Mat dstMat = srcMat.Clone())
    {
        byte *dstPtr = dstMat.DataPointer;
        long dstStep = dstMat.Step();
        int dstElemSize = dstMat.ElemSize();

        for (int i = 0; i < srcMat.Rows - 2; i++)
        {
            for (int j = 0; j < srcMat.Cols - 2; j++)
            {
                iMin = 0xFFF;

                for (int ii = 0; ii < kernel.Rows; ii++)
                {
                    for (int jj = 0; jj < kernel.Cols; jj++)
                    {
                        if (*(kernelPtr + (ii) * kernelStep + (jj) * kernelElemSize) != 0)
                        {
                            iVal = *(srcPtr + (i + ii) * srcStep + (j + jj) * srcElemSize);
                            if (iMin > iVal)
                            {
                                iMin = iVal;
                            }
                        }
                    }
                }

                *(dstPtr + ((i + 1) * dstStep + (j + 1) * dstElemSize)) = (byte)iMin;
            }
        }

        if (window != null)
        {
            window.ShowImage(dstMat);
        }
    }

    return 0;
}

테스트 결과는, OpenCvSharp의 제네릭 메서드 버전이 얼마나 낮은 성능을 보이는지 극명하게 나타내고 있습니다.

[CPU i5-4670 4-core]

OpenCvSharp 제네릭 At, Set :  26,550ms
C# unsafe ptr              :   1,341ms
C# unsafe ptr parallel     :     285ms
C++                        :      51ms

엄청난 차이입니다. ^^; 물론, 그래도 C++의 51ms에 비하면 많이 느리지만 26초 걸리던 것을 1초 정도로 줄였으니 현실적으로 봤을 때 가벼운 목적으로 제작하는 프로그램이라면 C++의 힘을 빌리지 않아도 될 수준까지는 내려갔습니다.

따라서 OpenCvSharp에서 제네릭 메서드 버전의 사용은 지양하는 것이 좋습니다.

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




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[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 6/29/2018 ]

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