modules/ocl/include/opencv2/ocl/matrix_operations.hpp

   1 /*M///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   2 //
   3 //  IMPORTANT: READ BEFORE DOWNLOADING, COPYING, INSTALLING OR USING.
   4 //
   5 //  By downloading, copying, installing or using the software you agree to this license.
   6 //  If you do not agree to this license, do not download, install,
   7 //  copy or use the software.
   8 //
   9 //
  10 //                           License Agreement
  11 //                For Open Source Computer Vision Library
  12 //
  13 // Copyright (C) 2010-2012, Institute Of Software Chinese Academy Of Science, all rights reserved.
  14 // Copyright (C) 2010-2012, Advanced Micro Devices, Inc., all rights reserved.
  15 // Copyright (C) 2010-2012, Multicoreware, Inc., all rights reserved.
  16 // Third party copyrights are property of their respective owners.
  17 //
  18 // Redistribution and use in source and binary forms, with or without modification,
  19 // are permitted provided that the following conditions are met:
  20 //
  21 //   * Redistribution's of source code must retain the above copyright notice,
  22 //     this list of conditions and the following disclaimer.
  23 //
  24 //   * Redistribution's in binary form must reproduce the above copyright notice,
  25 //     this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
  26 //     and/or other oclMaterials provided with the distribution.
  27 //
  28 //   * The name of the copyright holders may not be used to endorse or promote products
  29 //     derived from this software without specific prior written permission.
  30 //
  31 // This software is provided by the copyright holders and contributors "as is" and
  32 // any express or implied warranties, including, but not limited to, the implied
  33 // warranties of merchantability and fitness for a particular purpose are disclaimed.
  34 // In no event shall the Intel Corporation or contributors be liable for any direct,
  35 // indirect, incidental, special, exemplary, or consequential damages
  36 // (including, but not limited to, procurement of substitute goods or services;
  37 // loss of use, data, or profits; or business interruption) however caused
  38 // and on any theory of liability, whether in contract, strict liability,
  39 // or tort (including negligence or otherwise) arising in any way out of
  40 // the use of this software, even if advised of the possibility of such damage.
  41 //
  42 //M*/
  43
  44 #ifndef __OPENCV_GPU_MATRIX_OPERATIONS_HPP__
  45 #define __OPENCV_GPU_MATRIX_OPERATIONS_HPP__
  46
  47 namespace cv
  48 {
  49
  50     namespace ocl
  51     {
  52
  53         enum
  54         {
  55             MAT_ADD = 1,
  56             MAT_SUB,
  57             MAT_MUL,
  58             MAT_DIV,
  59             MAT_NOT,
  60             MAT_AND,
  61             MAT_OR,
  62             MAT_XOR
  63         };
  64
  65         class CV_EXPORTS oclMatExpr
  66         {
  67             public:
  68                 oclMatExpr() : a(oclMat()), b(oclMat()), op(0) {}
  69                 oclMatExpr(const oclMat& _a, const oclMat& _b, int _op)
  70                     : a(_a), b(_b), op(_op) {}
  71                 operator oclMat() const;
  72                 void assign(oclMat& m) const;
  73
  74             protected:
  75                 oclMat a, b;
  76                 int op;
  77         };
  78         ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  79         //////////////////////////////// oclMat ////////////////////////////////
  80         ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  81
  82         inline oclMat::oclMat() : flags(0), rows(0), cols(0), step(0), data(0), refcount(0), datastart(0), dataend(0), offset(0), wholerows(0), wholecols(0) {}
  83
  84         inline oclMat::oclMat(int _rows, int _cols, int _type) : flags(0), rows(0), cols(0), step(0), data(0), refcount(0), datastart(0), dataend(0), offset(0), wholerows(0), wholecols(0)
  85         {
  86             if( _rows > 0 && _cols > 0 )
  87                 create( _rows, _cols, _type );
  88         }
  89
  90         inline oclMat::oclMat(Size _size, int _type) : flags(0), rows(0), cols(0), step(0), data(0), refcount(0), datastart(0), dataend(0), offset(0), wholerows(0), wholecols(0)
  91         {
  92             if( _size.height > 0 && _size.width > 0 )
  93                 create( _size.height, _size.width, _type );
  94         }
  95
  96         inline oclMat::oclMat(int _rows, int _cols, int _type, const Scalar &_s)
  97             : flags(0), rows(0), cols(0), step(0), data(0), refcount(0), datastart(0), dataend(0), offset(0), wholerows(0), wholecols(0)
  98         {
  99             if(_rows > 0 && _cols > 0)
 100             {
 101                 create(_rows, _cols, _type);
 102                 *this = _s;
 103             }
 104         }
 105
 106         inline oclMat::oclMat(Size _size, int _type, const Scalar &_s)
 107             : flags(0), rows(0), cols(0), step(0), data(0), refcount(0), datastart(0), dataend(0), offset(0), wholerows(0), wholecols(0)
 108         {
 109             if( _size.height > 0 && _size.width > 0 )
 110             {
 111                 create( _size.height, _size.width, _type );
 112                 *this = _s;
 113             }
 114         }
 115
 116         inline oclMat::oclMat(const oclMat &m)
 117             : flags(m.flags), rows(m.rows), cols(m.cols), step(m.step), data(m.data),
 118               refcount(m.refcount), datastart(m.datastart), dataend(m.dataend), clCxt(m.clCxt), offset(m.offset), wholerows(m.wholerows), wholecols(m.wholecols)
 119         {
 120             if( refcount )
 121                 CV_XADD(refcount, 1);
 122         }
 123
 124         inline oclMat::oclMat(int _rows, int _cols, int _type, void *_data, size_t _step)
 125             : flags(0), rows(0), cols(0), step(0), data(0), refcount(0),
 126               datastart(0), dataend(0), offset(0), wholerows(0), wholecols(0)
 127         {
 128             cv::Mat m(_rows, _cols, _type, _data, _step);
 129             upload(m);
 130             //size_t minstep = cols * elemSize();
 131             //if( step == Mat::AUTO_STEP )
 132             //{
 133             //    step = minstep;
 134             //    flags |= Mat::CONTINUOUS_FLAG;
 135             //}
 136             //else
 137             //{
 138             //    if( rows == 1 ) step = minstep;
 139             //    CV_DbgAssert( step >= minstep );
 140             //    flags |= step == minstep ? Mat::CONTINUOUS_FLAG : 0;
 141             //}
 142             //dataend += step * (rows - 1) + minstep;
 143         }
 144
 145         inline oclMat::oclMat(Size _size, int _type, void *_data, size_t _step)
 146             : flags(0), rows(0), cols(0),
 147               step(0), data(0), refcount(0),
 148               datastart(0), dataend(0), offset(0), wholerows(0), wholecols(0)
 149         {
 150             cv::Mat m(_size, _type, _data, _step);
 151             upload(m);
 152             //size_t minstep = cols * elemSize();
 153             //if( step == Mat::AUTO_STEP )
 154             //{
 155             //    step = minstep;
 156             //    flags |= Mat::CONTINUOUS_FLAG;
 157             //}
 158             //else
 159             //{
 160             //    if( rows == 1 ) step = minstep;
 161             //    CV_DbgAssert( step >= minstep );
 162             //    flags |= step == minstep ? Mat::CONTINUOUS_FLAG : 0;
 163             //}
 164             //dataend += step * (rows - 1) + minstep;
 165         }
 166
 167
 168         inline oclMat::oclMat(const oclMat &m, const Range &rRange, const Range &cRange)
 169         {
 170             flags = m.flags;
 171             step = m.step;
 172             refcount = m.refcount;
 173             data = m.data;
 174             datastart = m.datastart;
 175             dataend = m.dataend;
 176             wholerows = m.wholerows;
 177             wholecols = m.wholecols;
 178             offset = m.offset;
 179             if( rRange == Range::all() )
 180                 rows = m.rows;
 181             else
 182             {
 183                 CV_Assert( 0 <= rRange.start && rRange.start <= rRange.end && rRange.end <= m.rows );
 184                 rows = rRange.size();
 185                 offset += step * rRange.start;
 186             }
 187
 188             if( cRange == Range::all() )
 189                 cols = m.cols;
 190             else
 191             {
 192                 CV_Assert( 0 <= cRange.start && cRange.start <= cRange.end && cRange.end <= m.cols );
 193                 cols = cRange.size();
 194                 offset += cRange.start * elemSize();
 195                 flags &= cols < m.cols ? ~Mat::CONTINUOUS_FLAG : -1;
 196             }
 197
 198             if( rows == 1 )
 199                 flags |= Mat::CONTINUOUS_FLAG;
 200
 201             if( refcount )
 202                 CV_XADD(refcount, 1);
 203             if( rows <= 0 || cols <= 0 )
 204                 rows = cols = 0;
 205         }
 206
 207         inline oclMat::oclMat(const oclMat &m, const Rect &roi)
 208             : flags(m.flags), rows(roi.height), cols(roi.width),
 209               step(m.step), data(m.data), refcount(m.refcount),
 210               datastart(m.datastart), dataend(m.dataend), clCxt(m.clCxt), offset(m.offset), wholerows(m.wholerows), wholecols(m.wholecols)
 211         {
 212             flags &= roi.width < m.cols ? ~Mat::CONTINUOUS_FLAG : -1;
 213             offset += roi.y * step + roi.x * elemSize();
 214             CV_Assert( 0 <= roi.x && 0 <= roi.width && roi.x + roi.width <= m.cols &&
 215                        0 <= roi.y && 0 <= roi.height && roi.y + roi.height <= m.rows );
 216             if( refcount )
 217                 CV_XADD(refcount, 1);
 218             if( rows <= 0 || cols <= 0 )
 219                 rows = cols = 0;
 220         }
 221
 222         inline oclMat::oclMat(const Mat &m)
 223             : flags(0), rows(0), cols(0), step(0), data(0), refcount(0), datastart(0), dataend(0) , offset(0), wholerows(0), wholecols(0)
 224         {
 225             //clCxt = Context::getContext();
 226             upload(m);
 227         }
 228
 229         inline oclMat::~oclMat()
 230         {
 231             release();
 232         }
 233
 234         inline oclMat &oclMat::operator = (const oclMat &m)
 235         {
 236             if( this != &m )
 237             {
 238                 if( m.refcount )
 239                     CV_XADD(m.refcount, 1);
 240                 release();
 241                 clCxt = m.clCxt;
 242                 flags = m.flags;
 243                 rows = m.rows;
 244                 cols = m.cols;
 245                 step = m.step;
 246                 data = m.data;
 247                 datastart = m.datastart;
 248                 dataend = m.dataend;
 249                 offset = m.offset;
 250                 wholerows = m.wholerows;
 251                 wholecols = m.wholecols;
 252                 refcount = m.refcount;
 253             }
 254             return *this;
 255         }
 256
 257         inline oclMat &oclMat::operator = (const Mat &m)
 258         {
 259             //clCxt = Context::getContext();
 260             upload(m);
 261             return *this;
 262         }
 263
 264         inline oclMat& oclMat::operator = (const oclMatExpr& expr)
 265         {
 266             expr.assign(*this);
 267             return *this;
 268         }
 269
 270         /* Fixme! To be supported in OpenCL later. */
 271 #if 0
 272         template <class T> inline oclMat::operator DevMem2D_<T>() const
 273         {
 274             return DevMem2D_<T>(rows, cols, (T *)data, step);
 275         }
 276         template <class T> inline oclMat::operator PtrStep_<T>() const
 277         {
 278             return PtrStep_<T>(static_cast< DevMem2D_<T> >(*this));
 279         }
 280 #endif
 281
 282         //CPP: void oclMat::upload(const Mat& m);
 283
 284         inline oclMat::operator Mat() const
 285         {
 286             Mat m;
 287             download(m);
 288             return m;
 289         }
 290
 291         //CPP void oclMat::download(cv::Mat& m) const;
 292
 293         inline oclMat oclMat::row(int y) const
 294         {
 295             return oclMat(*this, Range(y, y + 1), Range::all());
 296         }
 297         inline oclMat oclMat::col(int x) const
 298         {
 299             return oclMat(*this, Range::all(), Range(x, x + 1));
 300         }
 301         inline oclMat oclMat::rowRange(int startrow, int endrow) const
 302         {
 303             return oclMat(*this, Range(startrow, endrow), Range::all());
 304         }
 305         inline oclMat oclMat::rowRange(const Range &r) const
 306         {
 307             return oclMat(*this, r, Range::all());
 308         }
 309         inline oclMat oclMat::colRange(int startcol, int endcol) const
 310         {
 311             return oclMat(*this, Range::all(), Range(startcol, endcol));
 312         }
 313         inline oclMat oclMat::colRange(const Range &r) const
 314         {
 315             return oclMat(*this, Range::all(), r);
 316         }
 317
 318         inline oclMat oclMat::clone() const
 319         {
 320             oclMat m;
 321             copyTo(m);
 322             return m;
 323         }
 324
 325         //CPP void oclMat::copyTo( oclMat& m ) const;
 326         //CPP void oclMat::copyTo( oclMat& m, const oclMat& mask  ) const;
 327         //CPP void oclMat::convertTo( oclMat& m, int rtype, double alpha=1, double beta=0 ) const;
 328
 329         inline void oclMat::assignTo( oclMat &m, int mtype ) const
 330         {
 331             if( mtype < 0 )
 332                 m = *this;
 333             else
 334                 convertTo(m, mtype);
 335         }
 336
 337         //CPP oclMat& oclMat::operator = (const Scalar& s);
 338         //CPP oclMat& oclMat::setTo(const Scalar& s, const oclMat& mask=oclMat());
 339         //CPP oclMat oclMat::reshape(int _cn, int _rows=0) const;
 340         inline void oclMat::create(Size _size, int _type)
 341         {
 342             create(_size.height, _size.width, _type);
 343         }
 344         //CPP void oclMat::create(int _rows, int _cols, int _type);
 345         //CPP void oclMat::release();
 346
 347         inline void oclMat::swap(oclMat &b)
 348         {
 349             std::swap( flags, b.flags );
 350             std::swap( rows, b.rows );
 351             std::swap( cols, b.cols );
 352             std::swap( step, b.step );
 353             std::swap( data, b.data );
 354             std::swap( datastart, b.datastart );
 355             std::swap( dataend, b.dataend );
 356             std::swap( refcount, b.refcount );
 357             std::swap( offset, b.offset );
 358             std::swap( clCxt,  b.clCxt );
 359             std::swap( wholerows, b.wholerows );
 360             std::swap( wholecols, b.wholecols );
 361         }
 362
 363         inline void oclMat::locateROI( Size &wholeSize, Point &ofs ) const
 364         {
 365             size_t esz = elemSize();//, minstep;
 366             //ptrdiff_t delta1 = offset;//, delta2 = dataend - datastart;
 367             CV_DbgAssert( step > 0 );
 368             if( offset == 0 )
 369                 ofs.x = ofs.y = 0;
 370             else
 371             {
 372                 ofs.y = (int)(offset / step);
 373                 ofs.x = (int)((offset - step * ofs.y) / esz);
 374                 //CV_DbgAssert( data == datastart + ofs.y*step + ofs.x*esz );
 375             }
 376             //minstep = (ofs.x + cols)*esz;
 377             //wholeSize.height = (int)((delta2 - minstep)/step + 1);
 378             //wholeSize.height = std::max(wholeSize.height, ofs.y + rows);
 379             //wholeSize.width = (int)((delta2 - step*(wholeSize.height-1))/esz);
 380             //wholeSize.width = std::max(wholeSize.width, ofs.x + cols);
 381             wholeSize.height = wholerows;
 382             wholeSize.width = wholecols;
 383         }
 384
 385         inline oclMat &oclMat::adjustROI( int dtop, int dbottom, int dleft, int dright )
 386         {
 387             Size wholeSize;
 388             Point ofs;
 389             size_t esz = elemSize();
 390             locateROI( wholeSize, ofs );
 391             int row1 = std::max(ofs.y - dtop, 0), row2 = std::min(ofs.y + rows + dbottom, wholeSize.height);
 392             int col1 = std::max(ofs.x - dleft, 0), col2 = std::min(ofs.x + cols + dright, wholeSize.width);
 393             offset += (row1 - ofs.y) * step + (col1 - ofs.x) * esz;
 394             rows = row2 - row1;
 395             cols = col2 - col1;
 396             if( esz * cols == step || rows == 1 )
 397                 flags |= Mat::CONTINUOUS_FLAG;
 398             else
 399                 flags &= ~Mat::CONTINUOUS_FLAG;
 400             return *this;
 401         }
 402
 403         inline oclMat oclMat::operator()( Range rRange, Range cRange ) const
 404         {
 405             return oclMat(*this, rRange, cRange);
 406         }
 407         inline oclMat oclMat::operator()( const Rect &roi ) const
 408         {
 409             return oclMat(*this, roi);
 410         }
 411
 412         inline bool oclMat::isContinuous() const
 413         {
 414             return (flags & Mat::CONTINUOUS_FLAG) != 0;
 415         }
 416         inline size_t oclMat::elemSize() const
 417         {
 418             return CV_ELEM_SIZE((CV_MAKE_TYPE(type(), oclchannels())));
 419         }
 420         inline size_t oclMat::elemSize1() const
 421         {
 422             return CV_ELEM_SIZE1(flags);
 423         }
 424         inline int oclMat::type() const
 425         {
 426             return CV_MAT_TYPE(flags);
 427         }
 428         inline int oclMat::ocltype() const
 429         {
 430             return CV_MAKE_TYPE(depth(), oclchannels());
 431         }
 432         inline int oclMat::depth() const
 433         {
 434             return CV_MAT_DEPTH(flags);
 435         }
 436         inline int oclMat::channels() const
 437         {
 438             return CV_MAT_CN(flags);
 439         }
 440         inline int oclMat::oclchannels() const
 441         {
 442             return (CV_MAT_CN(flags)) == 3 ? 4 : (CV_MAT_CN(flags));
 443         }
 444         inline size_t oclMat::step1() const
 445         {
 446             return step / elemSize1();
 447         }
 448         inline Size oclMat::size() const
 449         {
 450             return Size(cols, rows);
 451         }
 452         inline bool oclMat::empty() const
 453         {
 454             return data == 0;
 455         }
 456
 457
 458
 459         inline uchar *oclMat::ptr(int y)
 460         {
 461             CV_DbgAssert( (unsigned)y < (unsigned)rows );
 462             CV_Error(CV_GpuNotSupported, "This function hasn't been supported yet.\n");
 463             return data + step * y;
 464         }
 465
 466         inline const uchar *oclMat::ptr(int y) const
 467         {
 468             CV_DbgAssert( (unsigned)y < (unsigned)rows );
 469             CV_Error(CV_GpuNotSupported, "This function hasn't been supported yet.\n");
 470             return data + step * y;
 471         }
 472
 473         template<typename _Tp> inline _Tp *oclMat::ptr(int y)
 474         {
 475             CV_DbgAssert( (unsigned)y < (unsigned)rows );
 476             CV_Error(CV_GpuNotSupported, "This function hasn't been supported yet.\n");
 477             return (_Tp *)(data + step * y);
 478         }
 479
 480         template<typename _Tp> inline const _Tp *oclMat::ptr(int y) const
 481         {
 482             CV_DbgAssert( (unsigned)y < (unsigned)rows );
 483             CV_Error(CV_GpuNotSupported, "This function hasn't been supported yet.\n");
 484             return (const _Tp *)(data + step * y);
 485         }
 486
 487         inline oclMat oclMat::t() const
 488         {
 489             oclMat tmp;
 490             transpose(*this, tmp);
 491             return tmp;
 492         }
 493
 494         static inline void swap( oclMat &a, oclMat &b )
 495         {
 496             a.swap(b);
 497         }
 498
 499         inline void ensureSizeIsEnough(int rows, int cols, int type, oclMat &m)
 500         {
 501             if (m.type() == type && m.rows >= rows && m.cols >= cols)
 502                 m = m(Rect(0, 0, cols, rows));
 503             else
 504                 m.create(rows, cols, type);
 505         }
 506
 507         inline void ensureSizeIsEnough(Size size, int type, oclMat &m)
 508         {
 509             ensureSizeIsEnough(size.height, size.width, type, m);
 510         }
 511
 512
 513     } /* end of namespace ocl */
 514
 515 } /* end of namespace cv */
 516
 517 #endif /* __OPENCV_GPU_MATRIX_OPERATIONS_HPP__ */