CUDA加opencv复现导向滤波算法

  CUDA是GPU通用计算的一种,其中现在大热的深度学习底层GPU计算差不多都选择的CUDA,在这我们先简单了解下其中的一些概念,为了好理解,我们先用DX11里的Compute shader来和CUDA比较下,这二者都可用于GPU通用计算。

  先上一张微软MSDN上的图.

  

CUDA加opencv复现导向滤波算法

  Compute shader:

  线程块: Dispatch(x,y,z), 索引SV_GroupID

  线程组: [numthreads(SIZE_X, SIZE_Y, 1)], 索引SV_GroupThreadID.

  组内索引: CS以组为单位,shader共享在一个组内,groupshared / GroupMemoryBarrierWithGroupSync,其SV_GroupIndex为组内索引,组内共享块一般用此SV_GroupIndex做为索引,或是这个的倍数,SV_GroupIndex = SV_GroupThreadID.x + SV_GroupThreadID.y*SIZE_X(在这假定二维)

  所有线程唯一索引:在整个空间的索引三维索引为SV_DispatchThreadID,SV_DispatchThreadID = SV_GroupThreadID+SV_GroupID*numthreads;

  如果提供一个width,height的数据,有关系width=x*SIZE_X,height=y*SIZE_Y.(所以一般我们得到数据的长宽,然后设定线程组后,调度就直接求出来了,但是可能不是整除,所以可以把真实的传入进去).而SV_DispatchThreadID表示在整个width,height中的索引,一般来说,我们直接用SV_DispatchThreadID就够了,但是如果使用了groupshared/GroupMemoryBarrierWithGroupSync,就会用SV_GroupIndex来整个当个线程组计算。

  同样的概念CUDA中:increment_kernel<<<gridDim, blockDim, 0, 0>>>

  线程块: gridDim, 索引 blockIdx

  线程组: blockDim 索引 threadIdx

  组内索引:给组内共享块索引用.__shared__/__syncthreads,那针对的对象应该用groupIndex来当索引。

  int groupIndex = threadIdx.x;(假定一维)

  int groupIndex = threadIdx.x + threadIdx.y*blockDim.x;(假定二维)

  所有线程唯一索引: 在线程组里的索引 threadIdx ,和dx cs不同,这里是三维的。 

  如上找到在整个width,height中的位置和上面的SV_DispatchThreadID一样。

  const int idx = threadIdx.x + blockIdx.x * blockDim.x; const int idy = threadIdx.y + blockIdx.y * blockDim.y;

  同理dx11里常用内存显存交换API如map/unmap对应cudaMemcpyAsync cudaMemcpyDeviceToHost/cudaMemcpyHostToDevice这些。

  回到正题上,导向滤波算法 是何凯明提出的一种保边滤波算法,这种算法在这不细说,opencv已经自带这种算法,这篇文章只是针对这种算法实现一个cuda版本的,毕竟对于图像处理来说,很多点都是并行计算的,这个链接里有提到matlab的实现,我们看下多通道下的快速实现来看下效果。

  

CUDA加opencv复现导向滤波算法

   效果非常牛,其中我把相应matlab实现贴出来,先简单理解下,其中matlab的这种写法很像一些深度学习库python接口里提供的数据操作类的用法,看起来还是很好理解的。   

CUDA加opencv复现导向滤波算法

fastguidedfiltercode

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