Introduction

speed_histogram_algorithm_framework

• 局部直方图加速框架，内部使用了一些近似计算及指令集加速(SSE)，可以快速处理中值滤波、最大值滤波、最小值滤波、表面模糊等算法。

resources

• SSE优化相关的资源。

PC的CPU为I5-3230，64位。

OpenCV版本为3.4.0

• sse_implementation_of_common_functions_in_image_processing.cpp 多个图像处理中常用函数的SSE实现。
• speed_rgb2gray_sse.cpp 使用sse加速RGB和灰度图转换算法，相比于原始实现有接近5倍加速。算法原理：https://mp.weixin.qq.com/s/SagVQ5gfXWWA7NATv-zvBQ 速度测试结果如下：

测试CPU型号：Intel(R) Core(TM) i7-6700 CPU @ 3.40GHz

分辨率	优化	循环次数	速度
4032x3024	原始实现	1000	12.139ms
4032x3024	第一版优化（float->INT）	1000	7.629ms
4032x3024	OpenCV 自带函数	1000	4.287ms
4032x3024	第二版优化（手动4路并行）	1000	10.528ms
4032x3024	第三版优化（OpenMP4线程）	1000	7.632ms
4032x3024	第四版优化（SSE优化，一次处理12个像素）	1000	5.579ms
4032x3024	第五版优化（SSE优化，一次处理15个像素）	1000	5.843ms
4032x3024	第六版优化（AVX2优化，一次处理10个像素）	1000	3.576ms
4032x3024	第七版优化（AVX2优化+std::async）	1000	2.626ms

• speed_vibrance_algorithm.cpp 使用SSE加速自然饱和度算法，加速9倍，算法原理请看： https://mp.weixin.qq.com/s/26UVvqMNLgnquXY21Xu3OQ 。速度测试结果如下：

分辨率	优化	循环次数	速度
4032x3024	原始实现	100	115.36ms
4032x3024	第一版优化	100	62.43ms
4032x3024	第二版优化(4线程)	100	28.89ms
4032x3024	第三版优化(SSE)	100	12.69ms

• speed_sobel_edgedetection_sse.cpp 使用SSE加速Sobel边缘检测算法，加速幅度巨大，算法原理请看：https://mp.weixin.qq.com/s/5lCfO_jmSfP7DbsgM7qbpg 。速度测试结果如下：

分辨率	算法优化	循环次数	速度
4032x3024	普通实现	1000	126.54 ms
4032x3024	Float->INT+查表法	1000	81.62 ms
4032x3024	SSE优化版本1	1000	34.95 ms
4032x3024	SSE优化版本2	1000	28.87 ms
4032x3024	AVX2优化版本1	1000	15.42 ms
4032x3024	AVX2优化+std::async	1000	5.69 ms

• speed_skin_detection_sse.cpp 使用SSE加速肤色检测算法，加速幅度较大，算法原理请看：https://mp.weixin.qq.com/s/UFzY1s6ohTM-dnNg0P4kkw 。速度测试结果如下：

分辨率	算法优化	循环次数	速度
4272x2848	普通实现	1000	41.40ms
4272x2848	OpenMP 4线程	1000	36.54ms
4272x2848	SSE第一版	1000	6.77ms
4272x2848	SSE第二版(std::async)	1000	4.73ms

• speed_rgb2yuv_sse.cpp SSE极致优化RGB和YUV图像空间互转，算法原理请看：https://mp.weixin.qq.com/s/ryGocz-0YpqZ1CjYXJbd7Q 。速度测试结果如下：

分辨率	算法优化	循环次数	速度
4032x3024	普通实现	1000	150.58ms
4032x3024	去掉浮点数，除法用位运算代替	1000	76.70ms
4032x3024	OpenMP 4线程	1000	50.48ms
4032x3024	普通SSE向量化	1000	48.92ms
4032x3024	_mm_madd_epi16二次优化	1000	33.04ms
4032x3024	SSE+4线程	1000	23.70ms

• speed_median_filter_3x3_sse.cpp 极致优化3*3中值滤波，算法原理请看：https://blog.csdn.net/just_sort/article/details/98617050 。速度测试效果如下：

分辨率	算法优化	循环次数	速度
4032x3024	普通实现	10	8293.79 ms
4032x3024	逻辑优化，更好的流水	10	83.75 ms
4032x3024	SSE优化	10	11.93 ms
4032x3024	AVX优化	10	9.32 ms

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• speed_gaussian_filter_sse.cpp 使用sse加速高斯滤波算法。算法原理：https://blog.csdn.net/just_sort/article/details/95212099 。速度测试效果如下：

优化方式	图像分辨率	速度
C语言普通实现+单线程	4032*3024	290.43ms
SSE优化+单线程	4032*3024	265.96ms

• speed_integral_graph_sse.cpp 使用SSE加速积分图运算，但是在PC上并没有速度提升，算法原理请看：https://www.cnblogs.com/Imageshop/p/6897233.html 。速度测试结果如下：

优化方式	图像分辨率	速度
C语言实现+单线程	4032*3024	66.66ms
C语言实现+4线程	4032*3024	65.34ms
SSE优化+单线程	4032*3024	66.10ms
SSE优化+4线程	4032*3024	66.20ms

• speed_common_functions.cpp 对图像处理的一些常用函数的快速实现，个别使用了SSE优化。
• speed_max_filter_sse.cpp 使用speed_histogram_algorithm_framework框架实现最大值滤波，半径越大越明显。原理请看：https://blog.csdn.net/just_sort/article/details/97280807 。运行的时候记得把工程属性中的sdl检查关掉，不然会报一个变量未初始化的错误。速度测试效果如下:

优化方式	图像分辨率	半径	速度
C语言实现+单线程	4272*2848	7	9445.90ms
SSE优化+单线程	4272*2848	7	2234.55ms
C语言实现+单线程	4272*2848	9	14468.76ms
SSE优化+单线程	4272*2848	9	2221.68ms
C语言实现+单线程	4272*2848	11	23069.10ms
SSE优化+单线程	4272*2848	11	2180.95ms

• speed_box_filter_sse.cpp 使用speed_histogram_algorithm框架实现O(1)最大值滤波，使用了SSE优化，算法原理请看：https://blog.csdn.net/just_sort/article/details/98075712 。运行方法和speed_max_filter_sse.cpp相同，速度测试结果如下：

优化方式	图像分辨率	半径	速度
C语言实现+单线程	4272*2848	11	163.16ms
SSE优化+单线程	4272*2848	11	123.83ms
C语言实现+单线程	4272*2848	21	167.81ms
SSE优化+单线程	4272*2848	21	126.98ms
C语言实现+单线程	4272*2848	31	168.62ms
SSE优化+单线程	4272*2848	31	126.17ms

• speed_multi_scale_detail_boosting_see.cpp 在speed_box_filter_sse.cpp提供的盒子滤波sse优化的基础上，进一步使用指令集实现了对论文《DARK IMAGE ENHANCEMENT BASED ON PAIRWISE TARGET CONTRAST AND MULTI-SCALE DETAIL BOOSTING》的算法优化。算法原理请看：https://blog.csdn.net/just_sort/article/details/98485746 。在CoreI7-3770速度测试结果如下：

优化方式	图像分辨率	半径	速度
C语言实现+单线程	4272*2848	7	206.00ms
SSE优化+单线程	4272*2848	7	57.12ms

• speed_bicubic_zoom_sse.cpp SSE优化三次立方插值算法，算法原理请看：https://blog.csdn.net/just_sort/article/details/100119653 。速度测试结果如下：

优化方式	图像分辨率	插值后大小	速度
C语言原始算法实现	4272*2848	长宽均为原始1.5倍	1856.29ms
C语言实现+查表优化+边界优化	4272*2848	长宽均为原始1.5倍	839.10ms
SSE优化+边界优化	4272*2848	长宽均为原始1.5倍	315.70ms
OpenCV3.1.0自带的函数	4272*2848	长宽均为原始1.5倍	118.77ms

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