X-Git-Url: https://bilbo.iut-bm.univ-fcomte.fr/and/gitweb/lniv_gpu.git/blobdiff_plain/1a59c41c272e22861e759e660a64578b47147d85..HEAD:/levelines_kernels.cu diff --git a/levelines_kernels.cu b/levelines_kernels.cu index 491c600..6d616c6 100644 --- a/levelines_kernels.cu +++ b/levelines_kernels.cu @@ -1,79 +1,226 @@ - -// chemins des lignes de niveaux -// longueur = 4 pixels -// une ligne = un chemin - +/************************************************************************ + * chemins des lignes de niveaux pour la version à chemins constants + * Ne sont conservés que pour comparaison GPU/CPU -> à faire disparaître + * longueur = 4 pixels + * une ligne = un chemin + ************************************************************************/ __constant__ int pathDi[PSIZE_I][PSIZE_J-1] = { // Q1 - { -1, -1, -1}, // - { -1, -1, -1}, // - { -1, -1, -1}, // - { -1, -1, -1}, // - { -1, 0, 1}, // - { 0, -1, 0}, + { -1, -1, -1}, // 90 + { -1, -1, -1}, // 75 + { -1, -1, -1}, // 60 + { -1, -1, -1}, // 45 + { -1, 0, -1}, // 30 + { 0, -1, 0}, // 15 // Q4 - { 0, 0, 0}, // - { 0, 1, 1}, // - { 1, 0, 1}, // - { 1, 1, 1}, // - { 1, 1, 1}, // - { 1, 1, 1}, + { 0, 0, 0}, // 0 + { 0, 1, 0}, // 345 + { 1, 0, 1}, // 330 + { 1, 1, 1}, // 315 + { 1, 1, 1}, // 300 + { 1, 1, 1}, // 285 // Q3 - { 1, 1, 1}, // - { 1, 1, 1}, // - { 1, 1, 1}, // - { 1, 1, 1}, // - { 1, 0, -1}, // - { 0, 1, 0}, + { 1, 1, 1}, // 270 + { 1, 1, 1}, // 255 + { 1, 1, 1}, // 240 + { 1, 1, 1}, // 225 + { 1, 0, 1}, // 210 + { 0, 1, 0}, // 195 // Q2 - { 0, 0, 0}, // - { 0, -1, 0}, // - { -1, 0, -1}, // - { -1, -1, -1}, // - { -1, -1, -1}, // - { -1, -1, -1} + { 0, 0, 0}, // 180 + { 0, -1, 0}, // 165 + { -1, 0, -1}, // 150 + { -1, -1, -1}, // 135 + { -1, -1, -1}, // 120 + { -1, -1, -1} // 105 } ; // __constant__ int pathDj[PSIZE_I][PSIZE_J-1] = { // Q1 - { 0, 0, 0}, // - { 0, 1, 0}, - { 1, 0, 1}, - { 1, 1, 1}, - { 1, 1, 1}, - { 1, 1, 1}, + { 0, 0, 0}, // 90 + { 0, 1, 0}, // 75 + { 1, 0, 1}, // 60 + { 1, 1, 1}, // 45 + { 1, 1, 1}, // 30 + { 1, 1, 1}, // 15 // Q4 - { 1, 1, 1}, // - { 1, 1, 1}, - { 1, 1, 1}, - { 1, 1, 1}, - { 1, 0, -1}, - { 0, 1, 0}, - // Q3 - { 0, 0, 0}, // - { 0, -1, 0}, - { -1, 0, -1}, - { -1, -1, -1}, - { -1, -1, -1}, - { -1, -1, -1}, + { 1, 1, 1}, // 0 + { 1, 1, 1}, // 345 + { 1, 1, 1}, // 330 + { 1, 1, 1}, // 315 + { 1, 0, 1}, // 300 + { 0, 1, 0}, // 285 + // Q3 + { 0, 0, 0}, // 270 + { 0, -1, 0}, // 255 + { -1, 0, -1}, // 240 + { -1, -1, -1}, // 225 + { -1, -1, -1}, // 210 + { -1, -1, -1}, // 195 // Q2 - { -1, -1, -1}, // - { -1, -1, -1}, - { -1, -1, -1}, - { -1, -1, -1}, - { -1, 0, 1}, - { 0, -1, 0} + { -1, -1, -1}, // 180 + { -1, -1, -1}, // 165 + { -1, -1, -1}, // 150 + { -1, -1, -1}, // 135 + { -1, 0, -1}, // 120 + { 0, -1, 0} // 105 } ; + + +// valeurs des tangentes des angles de base pour la génération initiale des chemins +// pour la version à chemins de longueur paramétrable +__constant__ float tangente[] = {0.000, 0.268, 0.577, 1.000} ; -// declare texture reference for 2D int texture +// declarations des textures texture tex_img_in ; texture tex_img_estim ; texture tex_img_lniv ; +texture tex_paths ; + + +/** + * + * \brief calcule les chemins + * \author NB - PhyTI, modifié by zulu pour adaptater aux chemins paramétrables + * + * \param[in] r longueur des chemins + * + * \param[out] d_paths matrice des déplacements relatifs (chemins) + * + * Cette fonction utilise le tableau constant des tangentes des angles + * considérés pour le calcul de chemins (float tangente[]). + * + */ +__global__ void kernel_calcul_paths( ushort * d_paths, unsigned int r){ + unsigned int idpath = 0 ; + int ic, jc, iprec, jprec ; + float offset = 0.5 ; + unsigned int basepath = 0 ; + char MSQ, LSQ ; + + // Q1 inf + for (int a=0 ; a< 4 ; a++){ // les 4 angles 0,15,30 et 45 + for (int p=0 ; p< r ; p++){ // les r points + ic = r-1 - floor(tangente[a]*p + offset) ; + if ( p > 0 ){ + MSQ = ic - iprec ; + LSQ = 1 ; + //d_paths[idpath*(r-1)+p-1].x = ic - iprec ; + //d_paths[idpath*(r-1)+p-1].y = 1 ; + d_paths[idpath*(r-1)+p-1] = ((short)MSQ << 8) | LSQ ; + } + iprec = ic ; + } + idpath++ ; + } + // Q1 sup + for (int a=2 ; a>0 ; a--){ // les 2 angles 60 et 75 + for (int p=0 ; p< r ; p++){ // les r points + jc = floor(tangente[a]*p + offset) ; + if ( p > 0 ){ + MSQ = -1 ; + LSQ = jc - jprec ; + d_paths[idpath*(r-1)+p-1] = ((short)MSQ << 8) | LSQ ; + //d_paths[idpath*(r-1)+p-1].x = -1 ; + //d_paths[idpath*(r-1)+p-1].y = jc - jprec ; + } + jprec = jc ; + } + idpath++ ; + } + + // Q2 + basepath += 6 ; + for (int a=0 ; a< 6 ; a++){ // les 6 angles 90,105,120,135,150,165 + for (int p=0 ; p> 8 ) ; + d_paths[idpath*(r-1)+p-1] = ((short)MSQ << 8) | LSQ ; + //d_paths[idpath*(r-1)+p].x = -d_paths[(idpath - basepath)*(r-1)+p].y ; + //d_paths[idpath*(r-1)+p].y = d_paths[(idpath - basepath)*(r-1)+p].x ; + } + idpath++ ; + } + + // Q3 + basepath += 6 ; + for (int a=0 ; a< 6 ; a++){ // les 6 angles 180,195,210,225,240,255 + for (int p=0 ; p> 8 ) ; + LSQ = - ( d_paths[(idpath - basepath)*(r-1)+p] & 0x00FF ) ; + d_paths[idpath*(r-1)+p-1] = ((short)MSQ << 8) | LSQ ; + //d_paths[idpath*(r-1)+p].x = -d_paths[(idpath - basepath)*(r-1)+p].x ; + //d_paths[idpath*(r-1)+p].y = -d_paths[(idpath - basepath)*(r-1)+p].y ; + } + idpath++ ; + } + + // Q4 + basepath += 6 ; + for (int a=0 ; a< 6 ; a++){ // les 6 angles 270,285,300,315,330,345 + for (int p=0 ; p> 8 ) ; + d_paths[idpath*(r-1)+p-1] = ((short)MSQ << 8) | LSQ ; + //d_paths[idpath*(r-1)+p].x = d_paths[(idpath - basepath)*(r-1)+p].y ; + //d_paths[idpath*(r-1)+p].y = -d_paths[(idpath - basepath)*(r-1)+p].x ; + } + idpath++ ; + } + +} + +/** + * + * \brief calcule l'estimation initiale + * \author zulu - AND + * + * \param[in] L Largeur de l'image + * \param[in] H Hauteur de l'image + * \param[in] r coté de la fenêtre de moyenneage + * + * \param[out] d_estim Image estimee 0 + * + * Version texture : l'img originale est supposée en texture. + * L'estimation réalisée correspond a un moyenneur de 'rayon' r + * Execution sur des blocs de threads 2D et une grille 2D + * selon les dimensions de l'image. + * + */ +__global__ void kernel_neutre_img2estim(unsigned int *d_estim, unsigned int L, unsigned int H){ + + // coordonnes du point dans l'image + unsigned int i = blockIdx.x*blockDim.x + threadIdx.x; + unsigned int j = blockIdx.y*blockDim.y + threadIdx.y; + unsigned int pos = i*L +j ; + + d_estim[ pos ] = tex2D(tex_img_in, j, i) ; + +} + + +/** + * + * \brief calcule l'estimation initiale + * \author zulu - AND + * + * \param[in] L Largeur de l'image + * \param[in] H Hauteur de l'image + * \param[in] r coté de la fenêtre de moyenneage + * + * \param[out] d_estim Image estimee 0 + * + * Version texture : l'img originale est supposée en texture. + * L'estimation réalisée correspond a un moyenneur de 'rayon' r + * Execution sur des blocs de threads 2D et une grille 2D + * selon les dimensions de l'image. + * + */ __global__ void kernel_init_estim_from_img_in(unsigned int * d_estim, unsigned int L, unsigned int H, unsigned int r){ // coordonnes du point dans l'image unsigned int i = blockIdx.x*blockDim.x + threadIdx.x; @@ -91,11 +238,33 @@ __global__ void kernel_init_estim_from_img_in(unsigned int * d_estim, unsigned i d_estim[ pos ] = ng/((2*r+1)*(2*r+1)) ; } /* + // pour les bords : pas de traitement else d_estim[ pos ] = tex2D(tex_img_in, j, i) ; */ } + + +/** + * + * \brief calcule l'estimation initiale + * \author zulu - AND + * + * \param[in] d_data image originale + * \param[in] L Largeur de l'image + * \param[in] H Hauteur de l'image + * \param[in] r coté de la fenêtre de moyenneage + * + * \param[out] d_estim Image estimee 0 + * + * Version global mem : l'img originale est en mémoire globale, passée en param. + * L'estimation réalisée correspond a un moyenneur de 'rayon' r + * Execution sur des blocs de threads 2D et une grille 2D + * selon les dimensions de l'image. + * Moins rapide que les 2 autres solutions. + * + */ __global__ void kernel_init_estim_from_img_in_global_mem(unsigned int * d_data, unsigned int * d_estim, unsigned int L, unsigned int H, unsigned int r){ // coordonnes du point dans l'image @@ -115,7 +284,28 @@ __global__ void kernel_init_estim_from_img_in_global_mem(unsigned int * d_data, } } -__global__ void kernel_estim_next_step_global_mem(unsigned int * d_estim, unsigned int * d_lniv, unsigned int L, unsigned int H, unsigned int p){ + + +/** + * + * \brief calcule les niveaux de gris de l'estimation n+1 + * \author zulu - AND + * + * \param[in] L Largeur de l'image + * \param[in] H Hauteur de l'image + * \param[in] p poids du terme lniv + * + * \param[out] d_estim Image estimee n+1 + * + * Version mixte : l'img originale est supposee en texture, + * l'img lniv en mémoire globale, passée en param. + * Cela évite la copie en texture de l'img lniv à chaque itération. + * Execution sur des blocs de threads 2D et une grille 2D + * selon les dimensions de l'image. + * Moins rapide que 'texture' mais plus rapide que 'globalmem' + * + */ +__global__ void kernel_estim_next_step_hybrid(unsigned int * d_estim, unsigned int * d_lniv, unsigned int L, unsigned int H, unsigned int p){ // coordonnes du point dans l'image unsigned int i = blockIdx.x*blockDim.x + threadIdx.x; unsigned int j = blockIdx.y*blockDim.y + threadIdx.y; @@ -125,6 +315,23 @@ __global__ void kernel_estim_next_step_global_mem(unsigned int * d_estim, unsign } +/** + * + * \brief calcule les niveaux de gris de l'estimation n+1 + * \author zulu - AND + * + * \param[in] L Largeur de l'image + * \param[in] H Hauteur de l'image + * \param[in] p poids du terme lniv + * + * \param[out] d_estim Image estimee n+1 + * + * Version texture : Les donnees (img originale, img lniv) sont supposees en textures. + * Execution sur des blocs de threads 2D et une grille 2D + * selon les dimensions de l'image. + * Plus rapide que les 2 autres solutions + * + */ __global__ void kernel_estim_next_step_texture(unsigned int * d_estim, unsigned int L, unsigned int H, unsigned int p){ // coordonnes du point dans l'image unsigned int i = blockIdx.x*blockDim.x + threadIdx.x; @@ -135,6 +342,24 @@ __global__ void kernel_estim_next_step_texture(unsigned int * d_estim, unsigned } +/** + * + * \brief calcule les niveaux de gris de l'estimation n+1 + * \author zulu - AND + * + * \param[in] d_lniv Image des lniv n + * \param[in] d_data Image originale + * \param[in] L Largeur de l'image + * \param[in] H Hauteur de l'image + * \param[in] p poids du terme lniv + * + * \param[out] d_estim Image estimee n+1 + * + * Version mémoire globale : les données sont passées en params. + * Execution sur des blocs de threads 2D et une grille 2D + * selon les dimensions de l'image. + * + */ __global__ void kernel_estim_next_step_global_mem(unsigned int * d_estim, unsigned int * d_lniv, unsigned int * d_data, unsigned int L, unsigned int H, unsigned int p){ // coordonnes du point dans l'image @@ -146,94 +371,72 @@ __global__ void kernel_estim_next_step_global_mem(unsigned int * d_estim, unsign } -__global__ void kernel_levelines_global_mem(unsigned int * img_in, unsigned int * img_out, unsigned int L, unsigned int H) +/** + * + * \brief determine les lniv en chaque point de l'image + * \author zulu - AND + * + * \param[in] L Largeur de l'image + * \param[in] H Hauteur de l'image + * \param[in] r longueur des segments + * + * \param[out] img_out image des lniv + * + * Execution sur des blocs de threads 2D et une grille 2D + * selon les dimensions de l'image. + * L'image d'entrée doit être au préalable en mémoire texture pointée par "tex_img_estim". + * Les matrices des chemins sont, elles, préalablement chargées en SHMEM depuis la texture" + * Cette version ne fournit pas les indices des chemins pour les tracé éventuel des lniv. + */ +__global__ void kernel_levelines_texture(unsigned int * img_out, unsigned int L, unsigned int H, unsigned int r) { - // coordonnes du point dans l'image + // coordonnees du point dans le bloc + unsigned int iib = threadIdx.x ; + unsigned int jib = threadIdx.y ; + // coordonnees du point dans l'image unsigned int i = blockIdx.x*blockDim.x + threadIdx.x; unsigned int j = blockIdx.y*blockDim.y + threadIdx.y; - //unsigned int spos = threadIdx.x * blockDim.y + threadIdx.y ; - + // nb de points par chemin - int lpath = PSIZE_J ; - unsigned int ic, jc, zc, pos = i*L+j; + int lpath = r ; + unsigned int ic, jc, zc, z ; int idpath, idpix ; unsigned int mse_min, mse_cur, val ; uint2 mse ; + short texVal ; + - - if((i>lpath)&&(ilpath)&&(jlpath)&&(ilpath)&&(j=lpath)&&(i<=H-lpath)&&(j>=lpath)&&(j<=L-lpath)){ + z = tex2D(tex_img_estim, j, i) ; for( idpath=0; idpath < PSIZE_I ; idpath++) { ic = i ; jc = j ; - zc = tex2D(tex_img_estim, j, i) ; - mse.x = zc ; - mse.y = zc*zc ; + mse.x = z ; + mse.y = z*z ; for( idpix=0; idpix < lpath-1 ; idpix++ ) { - ic += pathDi[idpath][idpix] ; - jc += pathDj[idpath][idpix] ; + texVal = shPath[ idpix*24 + idpath ] ; + ic += (char)(texVal>>8) ; + jc += (char)(texVal) ; zc = tex2D(tex_img_estim, jc, ic) ; mse.x += zc ; mse.y += zc*zc ; } // critere de selection du chemin ( SUM_(X2) - SUM_(X)2 / lpath ) - // a ameliorer pour vitesse + // TODO cherchera ameliorer pour vitesse mse_cur = ( mse.y - ( mse.x / lpath ) * mse.x ) ; - if (idpath == 0) { + if ( (idpath == 0) || (mse_cur < mse_min) ) { mse_min = mse_cur ; - val = mse.x ; - } else { - if ( mse_cur < mse_min ) { - mse_min = mse_cur ; - val = mse.x ; - } + val = mse.x ; } } img_out[ i*L + j ] = val / lpath ; @@ -241,60 +444,35 @@ __global__ void kernel_levelines_texture(unsigned int * img_out, unsigned int L, } - - -__global__ void kernel_levelines_only_texture(unsigned int * img_out, unsigned int L, unsigned int H) -{ - // coordonnes du point dans l'image - unsigned int i = blockIdx.x*blockDim.x + threadIdx.x; - unsigned int j = blockIdx.y*blockDim.y + threadIdx.y;; - //unsigned int spos = threadIdx.x * blockDim.y + threadIdx.y ; - - // nb de points par chemin - int lpath = PSIZE_J ; - unsigned int ic, jc ; - int idpath, idpix ; - unsigned int mse_min, mse_cur ; - - //extern __shared__ uint2 mse[] ; - uint2 mse ; - - if((i>lpath)&&(ilpath)&&(j 0) { - if ( mse_cur < mse_min ) { - mse_min = mse_cur ; - } - } else { - mse_min = mse_cur ; - } - } - img_out[ i*L + j ] = mse_min / lpath ; - } -} - - +/** + * + * \brief trace les segments sur un maillage carré + * \author zulu - AND + * + * \param[in] img_in image d'entree + * \param[in] dir tableaux des directions + * \param[in] L Largeur de l'image + * \param[in] H Hauteur de l'image + * \param[in] pas coté du maillage + * \param[in] ng niveau de gris des segments + * \param[in] r longueur des segments + * + * \param[out] img_out image + les segments superposés + * + * Kernel trivial. Ne trace rien sur les bords. + * execution sur des blocs de threads 2D et une grille 2D + * selon les dimensions de l'image + */ +/* __global__ void kernel_trace_levelines(unsigned int * img_in, unsigned int * dir, unsigned int * img_out, - unsigned int L, unsigned int H, unsigned int pas, unsigned int ng){ + unsigned int L, unsigned int H, unsigned int pas, unsigned int ng, + unsigned int r ){ // coordonnes du point dans l'image unsigned int i = blockIdx.x*blockDim.x + threadIdx.x; unsigned int j = blockIdx.y*blockDim.y + threadIdx.y;; // nb de points par chemin - int lpath = PSIZE_J ; + int lpath = r ; unsigned int ic, jc, idpix ; unsigned int idpath ; @@ -306,10 +484,11 @@ __global__ void kernel_trace_levelines(unsigned int * img_in, unsigned int * dir idpath = dir[ic*L+jc] ; img_out[ ic*L+jc ] = ng ; for ( idpix=0 ; idpix < lpath-1 ; idpix++ ){ - ic += pathDi[idpath][idpix] ; - jc += pathDj[idpath][idpix] ; + ic += tex2D(tex_paths, idpix, idpath).x ; // pathDi[idpath][idpix] ; + jc += tex2D(tex_paths, idpix, idpath).y ; // pathDj[idpath][idpix] ; img_out[ ic*L + jc ] = ng ; } } } +*/