영상 처리 프로그래밍에 있어서 가장 많이 접하는 타입이 바로 2차원 배열이다. C/C++ 에서는 모든 자료형에 대하여 다차원 배열을 지원하고 있다. 그러나, 기본적인 2차원 배열을 사용하려면 그 크기를 미리 지정해야한다는 단점이 있다. 그러나, 다양한 크기의 영상을 배열에 넣기 위해서는 배열의 크기가 프로그램 동작 시간에 결정되게 마련이고, 그 때문에 new 연산자를 이용한 동적 배열 할당이 필요하다.
가장 일반적인 형태의 2차원 배열 동적 할당 방법은 다음과 같다.
위의 코드를 그림으로 설명하면 다음과 같다.
위의 코드에서 주의해야 할 점은 할당한 메모리 공간을 해제할 때, 그림상 하늘색으로 표현된 공간을 모두 해제해주어야 한다는 점이다. 즉, 가로로 그려진 하늘색 메모리 공간 w개와 세로로 그려진 메모리 공간 1개를 delete [] <변수이름> 형태로 삭제해주어야 한다는 점이다.
이제 이것과 동일한 역할을 하는, 새로운 2차원 배열 동적 할당 방법을 알아보자. 코드는 다음과 같다.
마찬가지로 이 코드에 대한 그림 설명을 보면 이해가 더 쉽게 되리라 믿는다.
이 새로운 방법에서는 new 연산을 2번만 수행한다는 장점이 있다. 그러므로, for 문을 돌면서 메모리를 할당하거나 해제하는 작업이 없다. pixels[1]~pixels[h-1] 까지는 모두 새로운 메모리를 할당하여 그 위치를 가리키는 것이 아니라, pixels[0] 이 할당한 큰 메모리 공간의 중간을 각각 가리키는 방식을 취한다.
이러한 Alloc2 방법은 배열의 크기가 아주 크지 않을 때에는 Alloc1 보다 어느정도의 속도 향상의 성능을 보여준다. 예를 들어, 256x256 크기의 배열을 10번 할당&해제할 때의 속도를 VC++ 6.0의 Profile 기능을 이용하여 그 시간을 체크해보았다. 실험에 사용한 컴퓨터 환경은 Pentium IV 2.8GHz(3.3GHz로 overclocking), 1GByte RAM, Windows XP sp2 이다.
Func Func+Child Hit Time % Time % Count Function --------------------------------------------------------- 20.624 58.9 20.624 58.9 10 Alloc1(void) (dyna2d.obj) 14.391 41.1 14.391 41.1 10 Alloc2(void) (dyna2d.obj) 0.007 0.0 35.023 100.0 1 _main (dyna2d.obj)
그러나, 배열의 크기를 키우면 그다지 속도 차이가 나지 않음을 발견하였다. 1024x1024 배열을 10번 할당하고 해제할 때의 속도를 보자.
Func Func+Child Hit Time % Time % Count Function --------------------------------------------------------- 297.449 54.1 297.449 54.1 10 Alloc1(void) (dyna2d.obj) 252.632 45.9 252.632 45.9 10 Alloc2(void) (dyna2d.obj) 0.007 0.0 550.087 100.0 1 _main (dyna2d.obj)
사실, 2003년도에 이 Alloc2 방법이 Alloc1 방법보다 매우 빠르다고 생각했었는데, 이번 실험에서 이렇게 결과가 나온 것은 상당히 당혹스러웠다. 그러나, 이번 실험의 하나하나를 다 따져보았으나 잘못된 부분은 발견할 수 없었다. 결국, 속도상에서의 merit 는 그다지 없는 것이 아닌가 하는 결론을 내려야만 했다.
첨부파일은 VC++ 6.0 에서 profile 을 보기 위해 만든 프로젝트와 VC .NET에서 GetTickCount 함수를 이용하여 배열을 할당 & 해제하는데 걸리는 시간을 재는 윈도우용 프로그램의 프로젝트 압축파일이다. 참고하시길...
ps. VC .NET 으로 만든 프로그램으로 256x256 배열을 1000번 할당 & 해제할 경우, 은근히 속도 차이를 나타내는 것을 발견하였다. 흠... 작은 배열일 때는 과연 Alloc2 가 유리한 것인가? ㅡㅡ;
Images.zip
