为什么2D图像有时被建模为指针对指针(T**）

Why are 2D images sometimes modeled as pointer to pointers (T**)?

本文关键字：指针 建模 图像 2D 为什么      更新时间：2023-10-16

一些图像数据结构实现使用指针到指针（例如T**）。第一个指针指向数据的行/列，第二个指针指向行/列中的数据元素。

与指向数据的单个指针（例如T*）相比，这种数据结构有什么优势？

我意识到这是一个宽泛的问题，所以我将这个问题缩小到C++和C编译器的现代工作（"最低公分母"）。

使用T**:的优点

  • 元素索引的更自然的语法（a[i][j]而不是a[i * width + j]）

  • 不需要乘法进行索引（乘法在低端CPUS上仍然很昂贵，例如微控制器）

  • 可能更适合使用的任何第三方或遗留API

  • 适用于非矩形图像（即每行宽度可能不是恒定的）

  • 当您有邻域操作时，可以使边界处理更容易（在图像的开始/结束处定义附加行，这些行与它们反射的行索引混叠）

  • 允许行对齐优化效率，例如当使用SIMD时（即使图像宽度不是方便的倍数，也可以使每行SIMD对齐）

注意，如果你这样分配图像，你可以"两全其美"：

T* image_buffer = malloc(height * width * sizeof(T)); // allocate "flat" image
T** image = malloc(height * sizeof(T*));              // allocate row pointers
image[0] = image_buffer;                              // init row pointers
for (int i = 1; i < height; ++i)
    image[i] = image[i - 1] + width;

通过这种方式，您可以获得一个连续的图像image_buffer，该图像可以作为image[i * width + j]访问，也可以将其视为T**图像，该图像可作为image[i][j]访问。当您有不同的API，需要不同格式的图像数据时，这会很有用。对于T**图像，它也比每行使用一个malloc的天真方法更有效。

1）您可以通过（x，y）坐标引用一个点，而不是在一维数组中计算相应的索引。（uchar**可用作uchar[x][y]）

2） 您可以简单地在例如矢量运算中使用完整的行/列，方法是将行/列的相应指针（应该使用）传递到运算中。

相关文章：