在iPhone上将无符号字符图像转换为浮点图像的最快方法

Question

我需要将无符号字符图像(640x480x1)或更小的图像转换为浮点图像进行处理。在这种情况下，由于问题的复杂性，我不能进行定点计算。我目前使用霓虹灯的过程分为两步。霓虹灯可以相当快地将整数转换为浮点型，但不能将无符号字符转换为浮点型。

1)使用LUT将无符号字符图像转换为整数图像(由于我知道范围，因此不进行泛型转换) 2)使用霓虹灯将整数转换为浮点数

这个过程大约需要10-15毫秒的时间来准备图像进行处理。

我也可以在第一步中使用LUT直接转换为浮点数。然而，我发现这样做比使用从整型到浮点型的霓虹灯需要更长的时间。所以我实际上想使用霓虹灯将无符号字符直接转换为浮点数，并摆脱第一步。

有谁知道更好的方法吗？

Answer 1

• 如果您无论如何都要使用查找表，只需用必要的浮点数填充它即可。
• 如果您不介意iOS 4的要求，请参阅vDSP_vflt8()

编辑：“无符号字符到整数的转换”只涉及在正确的位置添加一些零字节。最明显的方法是执行必要的移位，然后执行VDUP以清除向量，并执行VMOV.U8四次。这看起来有点慢。

更快的方法可能是使用VTBL

; load stuff into D4 (e.g. {6,7,8,9,a,b,c,d})
; D5 already contains {0,-1,-1,-1,1,-1-1-1}
; D6 already contains {2,-1,-1,-1,3,-1-1-1}
; D7 and D8 are similar...
vtbl.8 D0,{D4},D5
vtbl.8 D1,{D4},D6
vtbl.8 D2,{D4},D7
vtbl.8 D3,{D4},D8
; Now Q0 should contain {6,0,0,0,7,0,0,0,8,0,0,0,9,0,0,0}; similarly for Q1
; Interpret them as (little-endian) 32-bit ints and convert them to floats
vcvt.f32.u32 Q0,Q0,#0
vcvt.f32.u32 Q1,Q1,#0
; And save them somewhere

当然，您可以指定#8而不是#0来将所有内容除以256。

我没有看到VTBL的四字版本，但这样的重写不会太难。明显的扩展是将四字加载到Q2 = { D4，D5}中，然后重复这个过程，指定D4而不是D5 (或者使用更多的寄存器来避免数据依赖停滞)。

其他优化包括预加载缓存(我忘记了对应的ARM指令是什么)。一般来说，您可能会发现，如果不投入大量的精力，就很难击败Accelerate.framework。

Answer 2

另一种更紧凑的方法是：

; load stuff into D4 (e.g. {6,7,8,9,a,b,c,d})

vmovl.u8        q1, d4
vmovl.u16       q0, d2
vmovl.u16       q1, d3

; Now Q0 should contain {6,0,0,0,7,0,0,0,8,0,0,0,9,0,0,0}; similarly for Q1
; Interpret them as (little-endian) 32-bit ints and convert them to floats
vcvt.f32.u32 Q0,Q0,#0
vcvt.f32.u32 Q1,Q1,#0
; And save them somewhere