QImage高效率像素操作的方法

一 概述  

         在Qt中高效操作QImage像素的关键在于减少函数调用开销、利用直接内存访问和优化数据格式。

二 解决方法

1  选择合适像素格式
    预处理为32位格式（如Format_ARGB32）：

QImage image = ...;
image = image.convertToFormat(QImage::Format_ARGB32);
 

2   直接内存访问（避免pixel/setPixel）

int w = image.width();
int h = image.height();
uint32_t *pixels = reinterpret_cast<uint32_t*>(image.bits());
size_t bytesPerLine = image.bytesPerLine(); // 通常为w*4 (32bpp)

for(int y=0; y<h; ++y) {
    uint32_t *line = reinterpret_cast<uint32_t*>(image.scanLine(y));
    for(int x=0; x<w; ++x) {
        // 通过位操作访问颜色分量
        uint8_t a = (line[x] >> 24) & 0xFF;
        uint8_t r = (line[x] >> 16) & 0xFF;
        uint8_t g = (line[x] >> 8) & 0xFF;
        uint8_t b = line[x] & 0xFF;
        
        // 修改后写回
        line[x] = (a << 24) | (r << 16) | (g << 8) | b;
    }
}
 

3  循环优化技巧
   预先计算循环边界，使用指针递增代替二维索引。

uint32_t *p = pixels;
for(int y=0; y<h; ++y) {
    uint32_t *end = p + w;
    while(p < end) {
        // 处理*p
        ++p;
    }
    // 跳过行尾填充字节（如果有）
    p = reinterpret_cast<uint32_t*>(reinterpret_cast<uchar*>(p) + (bytesPerLine - w*4));
}
 

4  并行处理（使用QtConcurrent）

void processStrip(QImage &image, int startY, int endY) {
    for(int y=startY; y<endY; ++y) {
        uint32_t *line = reinterpret_cast<uint32_t*>(image.scanLine(y));
        // ...处理行...
    }
}

// 分割为4个水平条带
int stripHeight = image.height()/4;
QVector<QFuture<void>> futures;
for(int i=0; i<4; ++i) {
    futures.append(QtConcurrent::run([&, i]{
        int start = i*stripHeight;
        int end = (i==3) ? image.height() : (i+1)*stripHeight;
        processStrip(image, start, end);
    }));
}
// 等待所有任务完成
for(auto &f : futures) f.wait();
 

三  注意事项
1  修改bits()前需调用bits()触发detach（确保深拷贝）。
2 多线程时确保不同线程处理不同内存区域。
3 使用QImage::Format_ARGB32_Premultiplied可避免重复预乘运算。
4  对8位索引颜色格式需先转换为直接颜色格式。