Опубликован: 02.09.2013 | Доступ: свободный | Студентов: 431 / 54 | Длительность: 19:27:00

Самостоятельная работа 6: Сравнение производительности некоторых алгоритмов в библиотеках OpenCV и IPP

2.6. Реализация операций с использованием функционала библиотеки Intel IPP

2.6.1. Функция медианной фильтрации

Медианная фильтрация в IPP выполняется при помощи одной из функций вида ippiFilterMedian_<mod>. В случае цветного изображения mod – 3uC3R. Кроме того, в документации к IPP указано, что если мы хотим применить фильтр с шаблоном размера msk, необходимо расширить матрицу изображения на msk / 2 пикселов с каждой стороны. Для расширения используем функцию ippiCopyReplicateBorder_8u_C3R(). Наконец, после получения "расширенного" отфильтрованного изображения, необходимо выполнить обратную операцию – выделить изображение исходного размера. Это можно сделать, просто скопировав внутреннюю часть расширенной матрицы пикселей с помощью функции ippiCopy_8u_C3R().

Получим следующий код.

double median_ipp(const Mat &srcImg, Mat &dstImg,  
  const int msk = 3); 
 double median_ipp(const Mat &srcImg, Mat &dstImg,  
  const int msk) 
{ 
  const int borderSize = msk / 2; 
  IppiSize mskSize = { msk , msk }; 
  IppiPoint anchor = { msk / 2, msk / 2 }; 
  Mat ippSrcImg, ippDstImg; 
  Size ippImgSize; 
  IppiSize ippSrcSize, ippDstSize; 
  Ipp8u *pSrcData, *pDstData; 
  clock_t start, finish; 
 
  ippImgSize.width  =  
    srcImg.size().width  + 2 * borderSize; 
  ippImgSize.height =  
    srcImg.size().height + 2 * borderSize; 
  ippSrcImg.create(ippImgSize, srcImg.type()); 
  ippDstImg.create(ippImgSize, srcImg.type()); 
  pSrcData = (Ipp8u *)ippSrcImg.data; 
  pDstData = (Ipp8u *)ippDstImg.data; 
 
  start = clock(); 
  ippSrcSize.width  = srcImg.size().width; 
  ippSrcSize.height = srcImg.size().height; 
  ippDstSize.width  =  
    srcImg.size().width  + 2 * borderSize; 
  ippDstSize.height =  
    srcImg.size().height + 2 * borderSize; 
  ippiCopyReplicateBorder_8u_C3R(srcImg.data, 
    srcImg.step1(), ippSrcSize,  
    pSrcData, srcImg.step1() + 3 * 2 * borderSize, 
    ippDstSize, borderSize, borderSize); 
 
  ippiFilterMedian_8u_C3R(pSrcData +  
    ippImgSize.width * 3 * borderSize + 3 * borderSize,  
    srcImg.step1() + 3 * 2 * borderSize, pDstData + 
    ippImgSize.width * 3 * borderSize + 3 * borderSize,  
    srcImg.step1() + 3 * 2 * borderSize, ippSrcSize, 
    mskSize, anchor); 
  finish = clock(); 
 
  dstImg.create(srcImg.size(), srcImg.type()); 
  pSrcData = pDstData; 
  pDstData = (Ipp8u *)dstImg.data; 
  ippiCopy_8u_C3R(pSrcData +  
    ippImgSize.width * 3 * borderSize + 3 * borderSize,  
    srcImg.step1() + 3 * 2 * borderSize, pDstData,  
    dstImg.step1(), ippSrcSize); 
 
  ippSrcImg.release();   ippDstImg.release(); 
 
  return double(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC; 
} 

Отметим, что для построения "расширенной" матрицы изображения мы использовали функции OpenCV для работы c типом Mat.

  ippImgSize.width  =  
    srcImg.size().width  + 2 * borderSize; 
  ippImgSize.height =  
    srcImg.size().height + 2 * borderSize; 
  ippSrcImg.create(ippImgSize, srcImg.type()); 
  ippDstImg.create(ippImgSize, srcImg.type()); 
  pSrcData = (Ipp8u *)ippSrcImg.data; 
  pDstData = (Ipp8u *)ippDstImg.data; 
  

Конечно, то же самое можно проделать только средствами IPP. Внести соответствующие изменения предлагаем читателю самостоятельно.

Также отметим, что, как и в OpenCV-версии, здесь мы предусмотрели возможность задания ядра произвольного размера, но в экспериментах далее будем использовать значение msk по умолчанию.

2.6.2. Функция вычисления эрозии

Реализацию функций для вычисления эрозии и дилатации средствами IPP мы выполним несколько по-другому. Дело в том, что представленные выше варианты вызовов функций erode() и dilate() из OpenCV выпол- няют обработку только внутренних пикселей исходного изображения. Таким образом, и в IPP-версии нам нет необходимости расширять матрицу изображения. Вместо этого мы можем соответствующим образом определить область интереса (ROI).

double erode_ipp(const Mat &srcImg, Mat &dstImg) 
{ 
  IppiMaskSize msk; 
  Ipp8u *pSrcData, *pDstData; 
  IppiSize srcSize, dstRoiSize; 
  clock_t start, finish; 
 
  srcImg.copyTo(dstImg); 
 
  start = clock(); 
  pSrcData = (Ipp8u *)srcImg.data; 
  pDstData = (Ipp8u *)dstImg.data; 
  srcSize.width = srcImg.size().width; 
  srcSize.height = srcImg.size().height; 
 
  msk = ippMskSize3x3; 
  dstRoiSize.width = srcImg.size().width - 2; 
  dstRoiSize.height = srcImg.size().height - 2;   ippiErode3x3_8u_C3R(pSrcData +  
    srcSize.width * 3 * 1 + 3 * 1, srcImg.step1(),  
    pDstData + srcSize.width * 3 * 1 + 3 * 1, 
    srcImg.step1(), dstRoiSize); 
 
  finish = clock(); 
 
  return double(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC; 
} 
2.6.3. Функция вычисления дилатации

Реализация функции вычисления дилатации средствами IPP совпадает с таковой для функции эрозии за исключением вызова функции ippiDilate3x3_8u_C3R() вместо ippiErode3x3_8u_C3R().

double erode_ipp(const Mat &srcImg, Mat &dstImg) 
{ 
  IppiMaskSize msk; 
  Ipp8u *pSrcData, *pDstData; 
  IppiSize srcSize, dstRoiSize; 
  clock_t start, finish; 
 
  srcImg.copyTo(dstImg); 
 
  start = clock(); 
  pSrcData = (Ipp8u *)srcImg.data; 
  pDstData = (Ipp8u *)dstImg.data; 
  srcSize.width = srcImg.size().width; 
  srcSize.height = srcImg.size().height; 
 
  msk = ippMskSize3x3; 
  dstRoiSize.width = srcImg.size().width - 2; 
  dstRoiSize.height = srcImg.size().height - 2; 
  ippiDilate3x3_8u_C3R(pSrcData +  
    srcSize.width * 3 * 1 + 3 * 1, srcImg.step1(),  
    pDstData + srcSize.width * 3 * 1 + 3 * 1, 
    srcImg.step1(), dstRoiSize); 
 
  finish = clock(); 
 
  return double(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC; 
} 
Андрей Терёхин
Андрей Терёхин

Нахожу в тесте вопросы, которые в принципе не освещаются в лекции. Нужно гуглить на других ресурсах, чтобы решить тест, или же он всё же должен испытывать знания, полученные в ходе лекции?

Демянчик Иван
Демянчик Иван

В главе 14 мы видим понятие фильтра, но не могу разобраться, чем он является в теории и практике.

" Искомый объект можно описать с помощью фильтра F= \lbrace f_{x',y'},x' \in \lbrace0, ...,w_f \rbrace , y' \in \lbrace 0,...,h_f \rbrace \rbrace "