SurfaceMan/gray_match
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y.qiu
2024-09-20 22:50:25 +08:00
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commit 09017f0bc0
4 changed files with 188 additions and 173 deletions
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2
CMakeLists.txt
View File

@ -24,6 +24,8 @@ add_library(algo SHARED
serialize.cpp
privateType.h
apiExport.h
integral.h
integral.cpp
)
target_include_directories(algo PRIVATE ${OpenCV_INCLUDE_DIRS})

175
grayMatch.cpp
View File

@ -211,6 +211,8 @@ cv::Size computeRotationSize(const cv::Size &dstSize, const cv::Size &templateSi
}
#ifdef CV_SIMD
#include "integral.h"
void matchTemplateSimd(const cv::Mat &src, const cv::Mat &templateImg, cv::Mat &result) {
result = cv::Mat(src.size() - templateImg.size() + cv::Size(1, 1), CV_32FC1);
@ -254,179 +256,6 @@ void matchTemplateSimd(const cv::Mat &src, const cv::Mat &templateImg, cv::Mat &
}
}
}
inline void expand(const cv::v_int32 &src, cv::v_float64 &low, cv::v_float64 &high) {
low = cv::v_cvt_f64(src);
high = cv::v_cvt_f64_high(src);
}
inline void integralSum(const cv::v_uint16 &src, double *dst, double *prevDst, cv::v_uint32 &pre) {
auto sum = src + cv::v_rotate_left<1>(src);
sum += cv::v_rotate_left<2>(sum);
sum += cv::v_rotate_left<4>(sum);
cv::v_uint32 v1;
cv::v_uint32 v2;
cv::v_expand(sum, v1, v2);
v1 += pre;
v2 += pre;
pre = cv::v_setall_u32(cv::v_extract_n<cv::v_uint32::nlanes - 1>(v2));
cv::v_float64 v3;
cv::v_float64 v4;
expand(cv::v_reinterpret_as_s32(v1), v3, v4);
cv::v_store(dst, v3 + cv::v_load(prevDst));
cv::v_store(dst + cv::v_float64::nlanes, v4 + cv::v_load(prevDst + cv::v_float64::nlanes));
expand(cv::v_reinterpret_as_s32(v2), v3, v4);
cv::v_store(dst + cv::v_float64::nlanes * 2,
v3 + cv::v_load(prevDst + cv::v_float64::nlanes * 2));
cv::v_store(dst + cv::v_float64::nlanes * 3,
v4 + cv::v_load(prevDst + cv::v_float64::nlanes * 3));
}
inline void integralSqSum(cv::v_uint16 &src, double *dst, double *prevDst, cv::v_uint32 &pre) {
cv::v_uint32 v1;
cv::v_uint32 v2;
cv::v_expand(src, v1, v2);
{
auto shift1 = cv::v_rotate_left<1>(src);
cv::v_uint32 v3;
cv::v_uint32 v4;
cv::v_expand(shift1, v3, v4);
v1 += v3;
v2 += v4;
v4 = cv::v_extract<2>(v1, v2);
v2 += v4;
v3 = cv::v_rotate_left<2>(v1);
v1 += v3;
v1 += pre;
v2 += v1;
pre = cv::v_setall_u32(cv::v_extract_n<cv::v_uint32::nlanes - 1>(v2));
}
cv::v_float64 v3;
cv::v_float64 v4;
expand(cv::v_reinterpret_as_s32(v1), v3, v4);
cv::v_store(dst, v3 + cv::v_load(prevDst));
cv::v_store(dst + cv::v_float64::nlanes, v4 + cv::v_load(prevDst + cv::v_float64::nlanes));
expand(cv::v_reinterpret_as_s32(v2), v3, v4);
cv::v_store(dst + cv::v_float64::nlanes * 2,
v3 + cv::v_load(prevDst + cv::v_float64::nlanes * 2));
cv::v_store(dst + cv::v_float64::nlanes * 3,
v4 + cv::v_load(prevDst + cv::v_float64::nlanes * 3));
}
/*
inline void integralSqSum(cv::v_uint32 &src, double *dst, double *prevDst, cv::v_uint32 &pre) {
src += cv::v_rotate_left<1>(src);
src += cv::v_rotate_left<2>(src);
src += pre;
pre = cv::v_setall_u32(cv::v_extract_n<cv::v_uint32::nlanes - 1>(src));
cv::v_float64 v1;
cv::v_float64 v2;
expand(cv::v_reinterpret_as_s32(src), v1, v2);
cv::v_store(dst, v1 + cv::v_load(prevDst));
cv::v_store(dst + cv::v_float64::nlanes, v2 + cv::v_load(prevDst + cv::v_float64::nlanes));
}
inline void integralSqSum(cv::v_uint16 &src, double *dst, double *prevDst, cv::v_uint32 &pre) {
cv::v_uint32 v1;
cv::v_uint32 v2;
cv::v_expand(src, v1, v2);
integralSqSum(v1, dst, prevDst, pre);
integralSqSum(v2, dst + cv::v_uint32::nlanes, prevDst + cv::v_uint32::nlanes, pre);
}
*/
inline void integralSum(cv::v_uint16 &v1, cv::v_uint16 &v2, double *dst, double *prevDst,
cv::v_uint32 &pre) {
integralSum(v1, dst, prevDst, pre);
integralSum(v2, dst + cv::v_uint16::nlanes, prevDst + cv::v_uint16::nlanes, pre);
}
inline void integralSqSum(cv::v_uint16 &v1, cv::v_uint16 &v2, double *dst, double *prevDst,
cv::v_uint32 &pre) {
v1 = cv::v_mul_wrap(v1, v1);
v2 = cv::v_mul_wrap(v2, v2);
integralSqSum(v1, dst, prevDst, pre);
integralSqSum(v2, dst + cv::v_uint16::nlanes, prevDst + cv::v_uint16::nlanes, pre);
}
void integralSimd(const cv::Mat &src, cv::Mat &sum, cv::Mat &sqSum) {
const auto size = src.size() + cv::Size(1, 1);
sum.create(size, CV_64FC1);
sqSum.create(size, CV_64FC1);
memset(sum.data, 0, sum.step[ 0 ]);
memset(sqSum.data, 0, sqSum.step[ 0 ]);
const auto *srcStart = src.ptr<uchar>();
const auto srcStep = src.step[ 0 ];
auto *sumStart = sum.ptr<double>(1) + 1;
const auto sumStep = sum.step[ 0 ] / sum.step[ 1 ];
auto *sqSumStart = sqSum.ptr<double>(1) + 1;
const auto sqSumStep = sqSum.step[ 0 ] / sqSum.step[ 1 ];
const auto end = src.cols - cv::v_uint8::nlanes;
for (int y = 0; y < src.rows; y++) {
auto *srcPtr = srcStart + srcStep * y;
auto *sumPtr = sumStart + sumStep * y;
auto *preSumPtr = sumStart + sumStep * (y - 1);
sumPtr[ -1 ] = 0;
cv::v_uint32 prevSum = cv::vx_setzero_u32();
int x = 0;
for (; x < end; x += cv::v_uint8::nlanes) {
cv::v_uint16 v1;
cv::v_uint16 v2;
cv::v_expand(cv::v_load(srcPtr + x), v1, v2);
integralSum(v1, v2, sumPtr + x, preSumPtr + x, prevSum);
}
}
for (int y = 0; y < src.rows; y++) {
auto *srcPtr = srcStart + srcStep * y;
auto *sqSumPtr = sqSumStart + sqSumStep * y;
auto *preSqSumPtr = sqSumStart + sqSumStep * (y - 1);
sqSumPtr[ -1 ] = 0;
cv::v_uint32 prevSqSum = cv::vx_setzero_u32();
int x = 0;
for (; x < end; x += cv::v_uint8::nlanes) {
cv::v_uint16 v1;
cv::v_uint16 v2;
cv::v_expand(cv::v_load(srcPtr + x), v1, v2);
integralSqSum(v1, v2, sqSumPtr + x, preSqSumPtr + x, prevSqSum);
}
}
const auto start = src.cols - src.cols % cv::v_uint8::nlanes;
for (int y = 0; y < src.rows; y++) {
auto *srcPtr = srcStart + srcStep * y;
auto *sumPtr = sumStart + sumStep * y;
auto *sqSumPtr = sqSumStart + sqSumStep * y;
auto *preSumPtr = sumStart + sumStep * (y - 1);
auto *preSqSumPtr = sqSumStart + sqSumStep * (y - 1);
for (int x = start; x < src.cols; x++) {
auto val = srcPtr[ x ];
auto sqVal = val * val;
sumPtr[ x ] = sumPtr[ x - 1 ] + val + preSumPtr[ x ] - preSumPtr[ x - 1 ];
sqSumPtr[ x ] = sqSumPtr[ x - 1 ] + sqVal + preSqSumPtr[ x ] - preSqSumPtr[ x - 1 ];
}
}
}
#endif
void ccoeffDenominator(const cv::Mat &src, const cv::Size &templateSize, cv::Mat &result,

176
integral.cpp Normal file
View File

@ -0,0 +1,176 @@
#include "integral.h"
#include <opencv2/core/hal/intrin.hpp>
inline void expand(const cv::v_int32 &src, cv::v_float64 &low, cv::v_float64 &high) {
low = cv::v_cvt_f64(src);
high = cv::v_cvt_f64_high(src);
}
inline void integralSum(const cv::v_uint16 &src, double *dst, double *prevDst, cv::v_uint32 &pre) {
auto sum = src + cv::v_rotate_left<1>(src);
sum += cv::v_rotate_left<2>(sum);
sum += cv::v_rotate_left<4>(sum);
cv::v_uint32 v1;
cv::v_uint32 v2;
cv::v_expand(sum, v1, v2);
v1 += pre;
v2 += pre;
pre = cv::v_setall_u32(cv::v_extract_n<cv::v_uint32::nlanes - 1>(v2));
cv::v_float64 v3;
cv::v_float64 v4;
expand(cv::v_reinterpret_as_s32(v1), v3, v4);
cv::v_store(dst, v3 + cv::v_load(prevDst));
cv::v_store(dst + cv::v_float64::nlanes, v4 + cv::v_load(prevDst + cv::v_float64::nlanes));
expand(cv::v_reinterpret_as_s32(v2), v3, v4);
cv::v_store(dst + cv::v_float64::nlanes * 2,
v3 + cv::v_load(prevDst + cv::v_float64::nlanes * 2));
cv::v_store(dst + cv::v_float64::nlanes * 3,
v4 + cv::v_load(prevDst + cv::v_float64::nlanes * 3));
}
inline void integralSqSum(cv::v_uint16 &src, double *dst, double *prevDst, cv::v_uint32 &pre) {
cv::v_uint32 v1;
cv::v_uint32 v2;
cv::v_expand(src, v1, v2);
{
auto shift1 = cv::v_rotate_left<1>(src);
cv::v_uint32 v3;
cv::v_uint32 v4;
cv::v_expand(shift1, v3, v4);
v1 += v3;
v2 += v4;
v4 = cv::v_extract<2>(v1, v2);
v2 += v4;
v3 = cv::v_rotate_left<2>(v1);
v1 += v3;
v1 += pre;
v2 += v1;
pre = cv::v_setall_u32(cv::v_extract_n<cv::v_uint32::nlanes - 1>(v2));
}
cv::v_float64 v3;
cv::v_float64 v4;
expand(cv::v_reinterpret_as_s32(v1), v3, v4);
cv::v_store(dst, v3 + cv::v_load(prevDst));
cv::v_store(dst + cv::v_float64::nlanes, v4 + cv::v_load(prevDst + cv::v_float64::nlanes));
expand(cv::v_reinterpret_as_s32(v2), v3, v4);
cv::v_store(dst + cv::v_float64::nlanes * 2,
v3 + cv::v_load(prevDst + cv::v_float64::nlanes * 2));
cv::v_store(dst + cv::v_float64::nlanes * 3,
v4 + cv::v_load(prevDst + cv::v_float64::nlanes * 3));
}
/*
inline void integralSqSum(cv::v_uint32 &src, double *dst, double *prevDst, cv::v_uint32 &pre) {
src += cv::v_rotate_left<1>(src);
src += cv::v_rotate_left<2>(src);
src += pre;
pre = cv::v_setall_u32(cv::v_extract_n<cv::v_uint32::nlanes - 1>(src));
cv::v_float64 v1;
cv::v_float64 v2;
expand(cv::v_reinterpret_as_s32(src), v1, v2);
cv::v_store(dst, v1 + cv::v_load(prevDst));
cv::v_store(dst + cv::v_float64::nlanes, v2 + cv::v_load(prevDst + cv::v_float64::nlanes));
}
inline void integralSqSum(cv::v_uint16 &src, double *dst, double *prevDst, cv::v_uint32 &pre) {
cv::v_uint32 v1;
cv::v_uint32 v2;
cv::v_expand(src, v1, v2);
integralSqSum(v1, dst, prevDst, pre);
integralSqSum(v2, dst + cv::v_uint32::nlanes, prevDst + cv::v_uint32::nlanes, pre);
}
*/
inline void integralSum(cv::v_uint16 &v1, cv::v_uint16 &v2, double *dst, double *prevDst,
cv::v_uint32 &pre) {
integralSum(v1, dst, prevDst, pre);
integralSum(v2, dst + cv::v_uint16::nlanes, prevDst + cv::v_uint16::nlanes, pre);
}
inline void integralSqSum(cv::v_uint16 &v1, cv::v_uint16 &v2, double *dst, double *prevDst,
cv::v_uint32 &pre) {
v1 = cv::v_mul_wrap(v1, v1);
v2 = cv::v_mul_wrap(v2, v2);
integralSqSum(v1, dst, prevDst, pre);
integralSqSum(v2, dst + cv::v_uint16::nlanes, prevDst + cv::v_uint16::nlanes, pre);
}
void integralSimd(const cv::Mat &src, cv::Mat &sum, cv::Mat &sqSum) {
const auto size = src.size() + cv::Size(1, 1);
sum.create(size, CV_64FC1);
sqSum.create(size, CV_64FC1);
memset(sum.data, 0, sum.step[ 0 ]);
memset(sqSum.data, 0, sqSum.step[ 0 ]);
const auto *srcStart = src.ptr<uchar>();
const auto srcStep = src.step[ 0 ];
auto *sumStart = sum.ptr<double>(1) + 1;
const auto sumStep = sum.step[ 0 ] / sum.step[ 1 ];
auto *sqSumStart = sqSum.ptr<double>(1) + 1;
const auto sqSumStep = sqSum.step[ 0 ] / sqSum.step[ 1 ];
const auto end = src.cols - cv::v_uint8::nlanes;
for (int y = 0; y < src.rows; y++) {
auto *srcPtr = srcStart + srcStep * y;
auto *sumPtr = sumStart + sumStep * y;
auto *preSumPtr = sumStart + sumStep * (y - 1);
sumPtr[ -1 ] = 0;
cv::v_uint32 prevSum = cv::vx_setzero_u32();
int x = 0;
for (; x < end; x += cv::v_uint8::nlanes) {
cv::v_uint16 v1;
cv::v_uint16 v2;
cv::v_expand(cv::v_load(srcPtr + x), v1, v2);
integralSum(v1, v2, sumPtr + x, preSumPtr + x, prevSum);
}
}
for (int y = 0; y < src.rows; y++) {
auto *srcPtr = srcStart + srcStep * y;
auto *sqSumPtr = sqSumStart + sqSumStep * y;
auto *preSqSumPtr = sqSumStart + sqSumStep * (y - 1);
sqSumPtr[ -1 ] = 0;
cv::v_uint32 prevSqSum = cv::vx_setzero_u32();
int x = 0;
for (; x < end; x += cv::v_uint8::nlanes) {
cv::v_uint16 v1;
cv::v_uint16 v2;
cv::v_expand(cv::v_load(srcPtr + x), v1, v2);
integralSqSum(v1, v2, sqSumPtr + x, preSqSumPtr + x, prevSqSum);
}
}
const auto start = src.cols - src.cols % cv::v_uint8::nlanes;
for (int y = 0; y < src.rows; y++) {
auto *srcPtr = srcStart + srcStep * y;
auto *sumPtr = sumStart + sumStep * y;
auto *sqSumPtr = sqSumStart + sqSumStep * y;
auto *preSumPtr = sumStart + sumStep * (y - 1);
auto *preSqSumPtr = sqSumStart + sqSumStep * (y - 1);
for (int x = start; x < src.cols; x++) {
auto val = srcPtr[ x ];
auto sqVal = val * val;
sumPtr[ x ] = sumPtr[ x - 1 ] + val + preSumPtr[ x ] - preSumPtr[ x - 1 ];
sqSumPtr[ x ] = sqSumPtr[ x - 1 ] + sqVal + preSqSumPtr[ x ] - preSqSumPtr[ x - 1 ];
}
}
}

8
integral.h Normal file
View File

@ -0,0 +1,8 @@
#ifndef INTEGRAL_H
#define INTEGRAL_H
#include <opencv2/opencv.hpp>
void integralSimd(const cv::Mat &src, cv::Mat &sum, cv::Mat &sqSum);
#endif // INTEGRAL_H