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C++コンポーネント |
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試作第1号( ImageProcessing.dll) |
| 最終更新日：2007/04/28 修正 |
●概要
確認のため、空間フィルタを実行するDLLを開発し、その機能と実行速度を確認した。
●仕様
○名称
ImageProcessing.dll
○機能
画像の一次変換(Convert)と空間フィルタ(SpatialFilter)を行う。
○入出力
・Convert
原画を一次元バイト配列の参照で与え、変換係数(a, b) をDoubleで与える。結果は、原画配列に返す。
・SpatialFilter
周辺を拡張された原画を一次元バイト配列の参照、結果を収める領域も、一次元バイト配列の参照で与える。フィルタ関数は、一次元Double配列で与える。フィルタ係数もDoubleで与える。その他、原画サイズ、フィルタサイズをIntegerで与える。
○ラッパ
エンドプログラマには、C++を見せなく、VB.NETでラップし、マネージコードのクラスとして見せる。
●実例
・2007/3/24 バグ発見
フィルタの試験をしていると不可解な現象が出た。メモリ領域外アクセスと言うもの。配列のサイズやインデックスをチェックしたが問題なし。現象が不安定であるが、どうもフィルタサイズに関係している。暫く悩んでしまった。調べているうちに、C++で、メモリ要求をしているが、この要求サイズはバイト単位であることに気づいた。要求はint配列なので、要求数を4倍して解決。おはずかしい。
その後、C++では、メモリ要求は、malloc ではなく、new 演算子を使った方が良いと判明。new に変更。
・C++側関数定義
void ImageProcess::SpatialFilter(unsigned char a[], unsigned char b[], double Filter[], double cf, double bs, int w, int h, int x, int y)
注意：特に断らない限り、char型は、符号付バイトとなる。画像の画素を扱う場合、符号付では正しく処理できないので、unsigned char とする必要がある。
○VB側
・DLL宣言
＜C++Exportの場合＞筆者の従来の方法
Friend Declare Sub cppSpatialFilter Lib
"P:\VC.NET2005\DllSrc\ImageProcessing\Release\ImageProcessing.dll"
_
Alias "?SpatialFilter@ImageProcess@ImageProcessing@@SAXQAE0QANNNHHHH@Z"
_
(ByRef Src As Byte, ByRef Dst
As Byte, ByVal Filter() As Double, ByVal Cf As Double, ByVal Base As
Double, ByVal W As Integer, ByVal H As Integer, ByVal X As Integer, ByVal Y As
Integer)
VBでは、DLL宣言で、DLLの場所を絶対パスにしている。これにより、開発中は、C++側の最新オブジェクトを常に参照できる。完成すれば、相対パスにすれば良い。
予測不可能な内部関数名は、関数のシグネチャが変更されない限り、同じ文字列が維持されるようであるので、関数名、引数などを最初に注意深く決めておけば、Alias のメンテは楽になる。
＜DEFファイルの場合＞筆者の現在の方法
Friend Declare Sub cppSpatialFilter Lib
"・・・・・・\ImageProcessing\Release\ImageProcessing.dll"
_
(ByRef Src As Byte, ByRef Dst
As Byte, ByVal Filter() As Double, ByVal Cf As Double, ByVal Base As
Double, ByVal W As Integer, ByVal H As Integer, ByVal X As Integer, ByVal Y As
Integer)
DEFファイルは、C++コンパイラで外部名と内部名の整合性が検査されている。また、dllファイルにDEFファイルの定義が埋め込まれているので、VB側での開発時や実行にはDEFファイルは不要である。やはりこちらの方がはるかに楽となる。
・関数呼び出し
cppSpatialFilter(BBEx(0), Dst(0), Filter, Coef, Base, W, H, N, M)
配列の参照渡しであるが、実際には、その配列の先頭要素を記述する。
●結果
○機能確認
VBによる空間フィルタと同じ結果を得られた。
○処理時間実測
試作したDLLを使って、空間フィルタの処理時間を計測した。下図のようになった。
VB
：純粋のVB(Get/SetPixelメソッド)のみで処理した場合
VBマーシャル
：マーシャルによる配列転送の場合
VB + Cpp
：マーシャルによる配列転送に加え、C++によるカーネル処理を行った場合
VBの処理時間の1/3程度に改善された。ここでのVB処理時間は、元々、かなり頑張った値(巷で紹介されている、VBのGet/SetPixelメソッドによる画像処理・・・などの約十倍以上の速度)であるが、更にその3倍の速度となった訳である。
この試験では、VBによる処理部分は、通り一遍の処理のみであり、C++の恩恵はあまり無い部分であると考えられるので、VBとC++ネイティブのコラボとしての最善値と思われる。C++ネイティブの支援は有効と思う。