Android平台-彩色RGB图像灰度化-neon优化实例解析

图像的灰度化公式比较简单。

Y = (R * 77 + G * 151 + B * 28 ) / 256

传统的C语言一次处理一个像素点，neon指令可以一次处理8个像素点，下面看看neon优化后的加速效果。

在Android  NDK Samples 中有一个hello-neon的工程，里面有一个滤波器的C代码和neon优化代码时间对比，

这里可以在这个框架上加入RGB灰度化的neon实例。

代码如下：

//image gray sample
//NEON优化前的代码
void reference_convert (uint8_t * __restrict dest, uint8_t * __restrict src, int n)
{
	 int i;
	 for (i=0; i<n; i++)
	 {
		   int r = *src++; // load red
		   int g = *src++; // load green
		   int b = *src++; // load blue

		   // build weighted average:
		   int y = (r*77)+(g*151)+(b*28);

		   // undo the scale by 256 and write to memory:
		   *dest++ = (y>>8);
	 }
}

//NEON优化后的代码
void neon_convert (uint8_t * __restrict dest, uint8_t * __restrict src, int n)
{
	 int i;
	 uint8x8_t rfac = vdup_n_u8 (77);       // 转换权值  R
	 uint8x8_t gfac = vdup_n_u8 (151);    // 转换权值  G
	 uint8x8_t bfac = vdup_n_u8 (28);      // 转换权值  B
	 n/=8;

	 for (i=0; i<n; i++)
	 {
		   uint16x8_t  temp;
		   uint8x8x3_t rgb  = vld3_u8 (src);
		   uint8x8_t result;

		   temp = vmull_u8 (rgb.val[0],      rfac);       // vmull_u8 每个字节（8bit）对应相乘，结果为每个单位2字节（16bit）
		   temp = vmlal_u8 (temp,rgb.val[1], gfac);  // 每个比特对应相乘并加上
		   temp = vmlal_u8 (temp,rgb.val[2], bfac);

		   result = vshrn_n_u16 (temp, 8);  // 全部移位8位
		   vst1_u8 (dest, result);   // 转存运算结果
		   src  += 8*3;
		   dest += 8;
	 }
}

代码解析：

uint8x8_t 为一个8位的向量，向量的每个元素的数据类型为uint8_t类型，实际上也就是 unsigned char类型

uint16x8_t 为一个8位的向量，向量的每个元素的数据类型为uint16_t类型，实际上也就是 unsigned short类型

vdup_n_u8 装载8位常数向量

uint8x8x3_t 是一个结构定义：

struct int8x8x3_t

{

int8x8_t val[3];

};

包含了3个int8x8_t数据类型

vmull_u8 每个字节对应相乘

vmlal_u8 乘累加

vshrn_n_u16

右移操作vst1_u8 数据转存，

从uint8X8_t变为字节流

更多数据类型参看：http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.dui0348ac/Badcdfad.html