这个图像处理代码可以优化以使用更少的内存吗？

Question

我有一个 python 函数，它接受一个字符串 s 表达式，如“(add (sub 10 5) 5)”，其中“add”和“sub”实际上是图像处理函数，并评估和创建字符串中表示的图像。图像处理函数采用常量、变量或其他图像（表示为向量列表），并返回以相同方式表示的图像。 PIL 用于将表示为向量列表的图像转换为图像文件。

为了评估前缀符号 s-表达式，我将 s-expr 转换为列表，反转它，并迭代标记直到找到函数，此时执行图像处理函数，并且生成的图像替换该函数及其列表中的参数。这样做直到列表中只剩下一个元素，即最终图像。

图像处理函数很简单 - 大多数对图像中的每个 (r,g,b) 值执行一些数学运算。

问题是，如果我想为更复杂的表达式制作合适尺寸的图像，我的计算机就会停止运行。可以优化它以使用更少的内存吗？

def createImage(self, sexpr, filename, (picWidth, picHeight)):
    """Use the image processing functions in ImgProcessing
       to create an image from the procedural information
       contained in the s-expression."""

    img = Image.new("RGB",(picWidth,picHeight),(255,255,255))
    ip = ImgProcessing(picWidth,picHeight)

    # Split s-expression into list of tokens and reverse
    sList = sexpr.replace("(","").replace(")","").split()
    sList.reverse()

    while len(sList) > 1:

        for index,token in enumerate(sList):
            # If token is an image processing function
            if type(token) == str and self.FuncSet.has_key(token):
                # If this function takes one argument
                if self.FuncSet[token] == 1:
                    rawImage = eval("ip." + token + "(" + "\"" + str(sList[index-1]) +
                                    "\"" + ")")
                    sList = sList[:index-1] + [rawImage] + sList[index+1:]
                    break
                # If this function takes two arguments
                elif self.FuncSet[token] == 2:
                    rawImage = eval("ip." + token + "(" + "\"" + str(sList[index-1]) +
                                    "\"" + "," + "\"" + str(sList[index-2]) + "\"" +
                                    ")")
                    sList = sList[:index-2] + [rawImage] + sList[index+1:]
                    break

    img.putdata(sList[0])
    img.save(filename)

Answer 1

分析可以告诉您程序大部分时间都花在哪里。

其次，str(sList[index-1])是否将Image转换为字符串？ ip.token(...) 返回图像吗？如果是这样，您将在字符串和图像之间进行多次转换。这可能会非常慢。

更改

rawImage = eval("ip." + token + "(" + "\"" + str(sList[index-1]) +
                                    "\"" + ")")

为类似的内容

getattr(ip,token)(sList[index-1])

可能会有所帮助，但这当然取决于 ip.token 期望的参数类型。我在 Google 上找不到任何有关 ImgProcessing 的信息。这是自定义类吗？如果是这样，可能有助于更多地解释它是如何工作的。
如果 ip.token 可以从获取字符串更改为获取图像，那可能是一个很大的改进。

Answer 2

根据我的经验，您在纯 Python 或 PIL 中对大图像逐像素执行的任何操作都会像一月份的糖蜜一样慢。考虑将低级内容转移到用 C 编写的 Python 扩展中。我使用过 OpenCV，但这需要一些学习。