软件keystone校正算法

Question

作为我的软件的一部分，我想写一个keystone校正过滤器，以避免当投影仪以不垂直于屏幕的角度显示时出现的墓碑/ keystone效果。

目前我已经得到了一些工作，但它是令人难以置信的慢(整个图像约100ms)，理想情况下，我希望有更快的东西(最好在10ms范围内)。我基本上只是逐个像素地循环整个图像，并将我想要的像素复制到一个新的数组中，然后将新图像的rgb内容设置到这个新的数组中：

public BufferedImage getCorrectedImage() {
    double width = originalImage.getWidth(null) * 0.5;
    double increment = (originalImage.getWidth(null) - width)/originalImage.getHeight();

    BufferedImage ret = new BufferedImage(originalImage.getWidth(null), originalImage.getHeight(null), BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);

    for (int h = 0; h < originalImage.getHeight(); h++) {
        int[] arr = new int[originalImage.getWidth()];
        for (int w = 0; w < originalImage.getWidth(); w++) {
            arr[w] = originalImage.getRGB(w, h);
        }
        int[] newPixels = getShortLine(arr, (int) (width + 0.5));

        for (int w = 0; w < originalImage.getWidth(); w++) {
            ret.setRGB(w, h, newPixels[w]);
        }
        width += increment;
    }

    return ret;
}

private int[] getShortLine(int[] original, int newSize) {
    int[] newArr = new int[original.length];
    double scale = original.length / newSize;
    int start = (original.length - newSize) / 2;
    int end = original.length - ((original.length - newSize) / 2);
    for (int i = start; i < end-1; i++) {
        newArr[i] = original[(int) ((i - start) * scale)];
    }
    return newArr;
}

做这件事最好的方法是什么？自定义仿射变换最初是我要看的，但我找不到任何代码/示例来为我指明正确的方向。有没有比上述更好的方法来达到我想要的结果呢？

Answer 1

有几件事你可以做来加速你现有的代码。需要注意的是，这些代码会让你的代码变得更混乱，更难阅读……和调试。但是，如果算法是有效的，那么重构以获得更好的性能可能并不太困难：

• 尝试使用profiler来查看您的算法中是否存在不太明显的瓶颈。
• 您每次在getCorrectedImage函数中的循环中重新定位一个新数组。这是随着时间的推移将累积起来的内存分配。为了加快速度，只创建一个数组(最大的像素宽度/高度)，并在函数的整个生命周期中重用它。您可能需要添加一些额外的变量来跟踪实际使用的内容。
• 尝试内联您的getShortLine方法。我不确定JVM是否会在运行时内联它，或者是否有一种方法可以检查它是否会内联。在任何情况下，如果数组重用不能提高您的性能，那么可能值得尝试一下内联"manually."
• Just，您也可以将此函数设为静态函数。只需将originalImage成员作为变量传递即可。这也可能对性能有轻微影响，特别是对于类加载。将其定义为静态也是有意义的，因为唯一的变量似乎是图像，而且可以很容易地传入。即没有其他类成员依赖项。它看起来确实应该是实用程序类中的实用程序方法。

请查看ImageJ，它完全是用Java语言编写的。