modules/ocl/include/opencv2/ocl.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_OCL_HPP__
  45 #define __OPENCV_OCL_HPP__
  46
  47 #include <memory>
  48 #include <vector>
  49
  50 #include "opencv2/core.hpp"
  51 #include "opencv2/imgproc.hpp"
  52 #include "opencv2/objdetect.hpp"
  53
  54 namespace cv
  55 {
  56     namespace ocl
  57     {
  58         enum
  59         {
  60             CVCL_DEVICE_TYPE_DEFAULT     = (1 << 0),
  61             CVCL_DEVICE_TYPE_CPU         = (1 << 1),
  62             CVCL_DEVICE_TYPE_GPU         = (1 << 2),
  63             CVCL_DEVICE_TYPE_ACCELERATOR = (1 << 3),
  64             //CVCL_DEVICE_TYPE_CUSTOM      = (1 << 4)
  65             CVCL_DEVICE_TYPE_ALL         = 0xFFFFFFFF
  66         };
  67
  68         enum DevMemRW
  69         {
  70             DEVICE_MEM_R_W = 0,
  71             DEVICE_MEM_R_ONLY,
  72             DEVICE_MEM_W_ONLY
  73         };
  74
  75         enum DevMemType
  76         {
  77             DEVICE_MEM_DEFAULT = 0,
  78             DEVICE_MEM_AHP,         //alloc host pointer
  79             DEVICE_MEM_UHP,         //use host pointer
  80             DEVICE_MEM_CHP,         //copy host pointer
  81             DEVICE_MEM_PM           //persistent memory
  82         };
  83
  84         //Get the global device memory and read/write type
  85         //return 1 if unified memory system supported, otherwise return 0
  86         CV_EXPORTS int getDevMemType(DevMemRW& rw_type, DevMemType& mem_type);
  87
  88         //Set the global device memory and read/write type,
  89         //the newly generated oclMat will all use this type
  90         //return -1 if the target type is unsupported, otherwise return 0
  91         CV_EXPORTS int setDevMemType(DevMemRW rw_type = DEVICE_MEM_R_W, DevMemType mem_type = DEVICE_MEM_DEFAULT);
  92
  93         //this class contains ocl runtime information
  94         class CV_EXPORTS Info
  95         {
  96         public:
  97             struct Impl;
  98             Impl *impl;
  99
 100             Info();
 101             Info(const Info &m);
 102             ~Info();
 103             void release();
 104             Info &operator = (const Info &m);
 105             std::vector<String> DeviceName;
 106             String PlatformName;
 107         };
 108         //////////////////////////////// Initialization & Info ////////////////////////
 109         //this function may be obsoleted
 110         //CV_EXPORTS cl_device_id getDevice();
 111         //the function must be called before any other cv::ocl::functions, it initialize ocl runtime
 112         //each Info relates to an OpenCL platform
 113         //there is one or more devices in each platform, each one has a separate name
 114         CV_EXPORTS int getDevice(std::vector<Info> &oclinfo, int devicetype = CVCL_DEVICE_TYPE_GPU);
 115
 116         //set device you want to use, optional function after getDevice be called
 117         //the devnum is the index of the selected device in DeviceName vector of INfo
 118         CV_EXPORTS void setDevice(Info &oclinfo, int devnum = 0);
 119
 120         //The two functions below enable other opencl program to use ocl module's cl_context and cl_command_queue
 121         //returns cl_context *
 122         CV_EXPORTS void* getoclContext();
 123         //returns cl_command_queue *
 124         CV_EXPORTS void* getoclCommandQueue();
 125
 126         //explicit call clFinish. The global command queue will be used.
 127         CV_EXPORTS void finish();
 128
 129         //this function enable ocl module to use customized cl_context and cl_command_queue
 130         //getDevice also need to be called before this function
 131         CV_EXPORTS void setDeviceEx(Info &oclinfo, void *ctx, void *qu, int devnum = 0);
 132
 133         //returns true when global OpenCL context is initialized
 134         CV_EXPORTS bool initialized();
 135
 136         //////////////////////////////// OpenCL context ////////////////////////
 137         //This is a global singleton class used to represent a OpenCL context.
 138         class CV_EXPORTS Context
 139         {
 140         protected:
 141             Context();
 142             friend class std::auto_ptr<Context>;
 143             friend bool initialized();
 144         private:
 145             static std::auto_ptr<Context> clCxt;
 146             static int val;
 147         public:
 148             ~Context();
 149             void release();
 150             Info::Impl* impl;
 151
 152             static Context *getContext();
 153             static void setContext(Info &oclinfo);
 154
 155             enum {CL_DOUBLE, CL_UNIFIED_MEM, CL_VER_1_2};
 156             bool supportsFeature(int ftype);
 157             size_t computeUnits();
 158             size_t maxWorkGroupSize();
 159             void* oclContext();
 160             void* oclCommandQueue();
 161         };
 162
 163         //! Calls a kernel, by string. Pass globalThreads = NULL, and cleanUp = true, to finally clean-up without executing.
 164         CV_EXPORTS double openCLExecuteKernelInterop(Context *clCxt ,
 165                                                         const char **source, String kernelName,
 166                                                         size_t globalThreads[3], size_t localThreads[3],
 167                                                         std::vector< std::pair<size_t, const void *> > &args,
 168                                                         int channels, int depth, const char *build_options,
 169                                                         bool finish = true, bool measureKernelTime = false,
 170                                                         bool cleanUp = true);
 171
 172         //! Calls a kernel, by file. Pass globalThreads = NULL, and cleanUp = true, to finally clean-up without executing.
 173         CV_EXPORTS double openCLExecuteKernelInterop(Context *clCxt ,
 174                                                         const char **fileName, const int numFiles, String kernelName,
 175                                                         size_t globalThreads[3], size_t localThreads[3],
 176                                                         std::vector< std::pair<size_t, const void *> > &args,
 177                                                         int channels, int depth, const char *build_options,
 178                                                         bool finish = true, bool measureKernelTime = false,
 179                                                         bool cleanUp = true);
 180
 181         //! Enable or disable OpenCL program binary caching onto local disk
 182         // After a program (*.cl files in opencl/ folder) is built at runtime, we allow the
 183         // compiled OpenCL program to be cached to the path automatically as "path/*.clb"
 184         // binary file, which will be reused when the OpenCV executable is started again.
 185         //
 186         // Caching mode is controlled by the following enums
 187         // Notes
 188         //   1. the feature is by default enabled when OpenCV is built in release mode.
 189         //   2. the CACHE_DEBUG / CACHE_RELEASE flags only effectively work with MSVC compiler;
 190         //      for GNU compilers, the function always treats the build as release mode (enabled by default).
 191         enum
 192         {
 193             CACHE_NONE    = 0,        // do not cache OpenCL binary
 194             CACHE_DEBUG   = 0x1 << 0, // cache OpenCL binary when built in debug mode (only work with MSVC)
 195             CACHE_RELEASE = 0x1 << 1, // default behavior, only cache when built in release mode (only work with MSVC)
 196             CACHE_ALL     = CACHE_DEBUG | CACHE_RELEASE, // always cache opencl binary
 197             CACHE_UPDATE  = 0x1 << 2  // if the binary cache file with the same name is already on the disk, it will be updated.
 198         };
 199         CV_EXPORTS void setBinaryDiskCache(int mode = CACHE_RELEASE, cv::String path = "./");
 200
 201         //! set where binary cache to be saved to
 202         CV_EXPORTS void setBinpath(const char *path);
 203
 204         class CV_EXPORTS oclMatExpr;
 205         //////////////////////////////// oclMat ////////////////////////////////
 206         class CV_EXPORTS oclMat
 207         {
 208         public:
 209             //! default constructor
 210             oclMat();
 211             //! constructs oclMatrix of the specified size and type (_type is CV_8UC1, CV_64FC3, CV_32SC(12) etc.)
 212             oclMat(int rows, int cols, int type);
 213             oclMat(Size size, int type);
 214             //! constucts oclMatrix and fills it with the specified value _s.
 215             oclMat(int rows, int cols, int type, const Scalar &s);
 216             oclMat(Size size, int type, const Scalar &s);
 217             //! copy constructor
 218             oclMat(const oclMat &m);
 219
 220             //! constructor for oclMatrix headers pointing to user-allocated data
 221             oclMat(int rows, int cols, int type, void *data, size_t step = Mat::AUTO_STEP);
 222             oclMat(Size size, int type, void *data, size_t step = Mat::AUTO_STEP);
 223
 224             //! creates a matrix header for a part of the bigger matrix
 225             oclMat(const oclMat &m, const Range &rowRange, const Range &colRange);
 226             oclMat(const oclMat &m, const Rect &roi);
 227
 228             //! builds oclMat from Mat. Perfom blocking upload to device.
 229             explicit oclMat (const Mat &m);
 230
 231             //! destructor - calls release()
 232             ~oclMat();
 233
 234             //! assignment operators
 235             oclMat &operator = (const oclMat &m);
 236             //! assignment operator. Perfom blocking upload to device.
 237             oclMat &operator = (const Mat &m);
 238             oclMat &operator = (const oclMatExpr& expr);
 239
 240             //! pefroms blocking upload data to oclMat.
 241             void upload(const cv::Mat &m);
 242
 243
 244             //! downloads data from device to host memory. Blocking calls.
 245             operator Mat() const;
 246             void download(cv::Mat &m) const;
 247
 248             //! convert to _InputArray
 249             operator _InputArray();
 250
 251             //! convert to _OutputArray
 252             operator _OutputArray();
 253
 254             //! returns a new oclMatrix header for the specified row
 255             oclMat row(int y) const;
 256             //! returns a new oclMatrix header for the specified column
 257             oclMat col(int x) const;
 258             //! ... for the specified row span
 259             oclMat rowRange(int startrow, int endrow) const;
 260             oclMat rowRange(const Range &r) const;
 261             //! ... for the specified column span
 262             oclMat colRange(int startcol, int endcol) const;
 263             oclMat colRange(const Range &r) const;
 264
 265             //! returns deep copy of the oclMatrix, i.e. the data is copied
 266             oclMat clone() const;
 267             //! copies the oclMatrix content to "m".
 268             // It calls m.create(this->size(), this->type()).
 269             // It supports any data type
 270             void copyTo( oclMat &m ) const;
 271             //! copies those oclMatrix elements to "m" that are marked with non-zero mask elements.
 272             //It supports 8UC1 8UC4 32SC1 32SC4 32FC1 32FC4
 273             void copyTo( oclMat &m, const oclMat &mask ) const;
 274             //! converts oclMatrix to another datatype with optional scalng. See cvConvertScale.
 275             //It supports 8UC1 8UC4 32SC1 32SC4 32FC1 32FC4
 276             void convertTo( oclMat &m, int rtype, double alpha = 1, double beta = 0 ) const;
 277
 278             void assignTo( oclMat &m, int type = -1 ) const;
 279
 280             //! sets every oclMatrix element to s
 281             //It supports 8UC1 8UC4 32SC1 32SC4 32FC1 32FC4
 282             oclMat& operator = (const Scalar &s);
 283             //! sets some of the oclMatrix elements to s, according to the mask
 284             //It supports 8UC1 8UC4 32SC1 32SC4 32FC1 32FC4
 285             oclMat& setTo(const Scalar &s, const oclMat &mask = oclMat());
 286             //! creates alternative oclMatrix header for the same data, with different
 287             // number of channels and/or different number of rows. see cvReshape.
 288             oclMat reshape(int cn, int rows = 0) const;
 289
 290             //! allocates new oclMatrix data unless the oclMatrix already has specified size and type.
 291             // previous data is unreferenced if needed.
 292             void create(int rows, int cols, int type);
 293             void create(Size size, int type);
 294
 295             //! allocates new oclMatrix with specified device memory type.
 296             void createEx(int rows, int cols, int type,
 297                           DevMemRW rw_type, DevMemType mem_type, void* hptr = 0);
 298             void createEx(Size size, int type, DevMemRW rw_type,
 299                           DevMemType mem_type, void* hptr = 0);
 300
 301             //! decreases reference counter;
 302             // deallocate the data when reference counter reaches 0.
 303             void release();
 304
 305             //! swaps with other smart pointer
 306             void swap(oclMat &mat);
 307
 308             //! locates oclMatrix header within a parent oclMatrix. See below
 309             void locateROI( Size &wholeSize, Point &ofs ) const;
 310             //! moves/resizes the current oclMatrix ROI inside the parent oclMatrix.
 311             oclMat& adjustROI( int dtop, int dbottom, int dleft, int dright );
 312             //! extracts a rectangular sub-oclMatrix
 313             // (this is a generalized form of row, rowRange etc.)
 314             oclMat operator()( Range rowRange, Range colRange ) const;
 315             oclMat operator()( const Rect &roi ) const;
 316
 317             oclMat& operator+=( const oclMat& m );
 318             oclMat& operator-=( const oclMat& m );
 319             oclMat& operator*=( const oclMat& m );
 320             oclMat& operator/=( const oclMat& m );
 321
 322             //! returns true if the oclMatrix data is continuous
 323             // (i.e. when there are no gaps between successive rows).
 324             // similar to CV_IS_oclMat_CONT(cvoclMat->type)
 325             bool isContinuous() const;
 326             //! returns element size in bytes,
 327             // similar to CV_ELEM_SIZE(cvMat->type)
 328             size_t elemSize() const;
 329             //! returns the size of element channel in bytes.
 330             size_t elemSize1() const;
 331             //! returns element type, similar to CV_MAT_TYPE(cvMat->type)
 332             int type() const;
 333             //! returns element type, i.e. 8UC3 returns 8UC4 because in ocl
 334             //! 3 channels element actually use 4 channel space
 335             int ocltype() const;
 336             //! returns element type, similar to CV_MAT_DEPTH(cvMat->type)
 337             int depth() const;
 338             //! returns element type, similar to CV_MAT_CN(cvMat->type)
 339             int channels() const;
 340             //! returns element type, return 4 for 3 channels element,
 341             //!becuase 3 channels element actually use 4 channel space
 342             int oclchannels() const;
 343             //! returns step/elemSize1()
 344             size_t step1() const;
 345             //! returns oclMatrix size:
 346             // width == number of columns, height == number of rows
 347             Size size() const;
 348             //! returns true if oclMatrix data is NULL
 349             bool empty() const;
 350
 351             //! returns pointer to y-th row
 352             uchar* ptr(int y = 0);
 353             const uchar *ptr(int y = 0) const;
 354
 355             //! template version of the above method
 356             template<typename _Tp> _Tp *ptr(int y = 0);
 357             template<typename _Tp> const _Tp *ptr(int y = 0) const;
 358
 359             //! matrix transposition
 360             oclMat t() const;
 361
 362             /*! includes several bit-fields:
 363               - the magic signature
 364               - continuity flag
 365               - depth
 366               - number of channels
 367               */
 368             int flags;
 369             //! the number of rows and columns
 370             int rows, cols;
 371             //! a distance between successive rows in bytes; includes the gap if any
 372             size_t step;
 373             //! pointer to the data(OCL memory object)
 374             uchar *data;
 375
 376             //! pointer to the reference counter;
 377             // when oclMatrix points to user-allocated data, the pointer is NULL
 378             int *refcount;
 379
 380             //! helper fields used in locateROI and adjustROI
 381             //datastart and dataend are not used in current version
 382             uchar *datastart;
 383             uchar *dataend;
 384
 385             //! OpenCL context associated with the oclMat object.
 386             Context *clCxt;
 387             //add offset for handle ROI, calculated in byte
 388             int offset;
 389             //add wholerows and wholecols for the whole matrix, datastart and dataend are no longer used
 390             int wholerows;
 391             int wholecols;
 392         };
 393
 394         // convert InputArray/OutputArray to oclMat references
 395         CV_EXPORTS oclMat& getOclMatRef(InputArray src);
 396         CV_EXPORTS oclMat& getOclMatRef(OutputArray src);
 397
 398         ///////////////////// mat split and merge /////////////////////////////////
 399         //! Compose a multi-channel array from several single-channel arrays
 400         // Support all types
 401         CV_EXPORTS void merge(const oclMat *src, size_t n, oclMat &dst);
 402         CV_EXPORTS void merge(const std::vector<oclMat> &src, oclMat &dst);
 403
 404         //! Divides multi-channel array into several single-channel arrays
 405         // Support all types
 406         CV_EXPORTS void split(const oclMat &src, oclMat *dst);
 407         CV_EXPORTS void split(const oclMat &src, std::vector<oclMat> &dst);
 408
 409         ////////////////////////////// Arithmetics ///////////////////////////////////
 410         //#if defined DOUBLE_SUPPORT
 411         //typedef double F;
 412         //#else
 413         //typedef float F;
 414         //#endif
 415         //      CV_EXPORTS void addWeighted(const oclMat& a,F  alpha, const oclMat& b,F beta,F gama, oclMat& c);
 416         CV_EXPORTS void addWeighted(const oclMat &a, double  alpha, const oclMat &b, double beta, double gama, oclMat &c);
 417         //! adds one matrix to another (c = a + b)
 418         // supports all types except CV_8SC1,CV_8SC2,CV8SC3 and CV_8SC4
 419         CV_EXPORTS void add(const oclMat &a, const oclMat &b, oclMat &c);
 420         //! adds one matrix to another (c = a + b)
 421         // supports all types except CV_8SC1,CV_8SC2,CV8SC3 and CV_8SC4
 422         CV_EXPORTS void add(const oclMat &a, const oclMat &b, oclMat &c, const oclMat &mask);
 423         //! adds scalar to a matrix (c = a + s)
 424         // supports all types except CV_8SC1,CV_8SC2,CV8SC3 and CV_8SC4
 425         CV_EXPORTS void add(const oclMat &a, const Scalar &sc, oclMat &c, const oclMat &mask = oclMat());
 426         //! subtracts one matrix from another (c = a - b)
 427         // supports all types except CV_8SC1,CV_8SC2,CV8SC3 and CV_8SC4
 428         CV_EXPORTS void subtract(const oclMat &a, const oclMat &b, oclMat &c);
 429         //! subtracts one matrix from another (c = a - b)
 430         // supports all types except CV_8SC1,CV_8SC2,CV8SC3 and CV_8SC4
 431         CV_EXPORTS void subtract(const oclMat &a, const oclMat &b, oclMat &c, const oclMat &mask);
 432         //! subtracts scalar from a matrix (c = a - s)
 433         // supports all types except CV_8SC1,CV_8SC2,CV8SC3 and CV_8SC4
 434         CV_EXPORTS void subtract(const oclMat &a, const Scalar &sc, oclMat &c, const oclMat &mask = oclMat());
 435         //! subtracts scalar from a matrix (c = a - s)
 436         // supports all types except CV_8SC1,CV_8SC2,CV8SC3 and CV_8SC4
 437         CV_EXPORTS void subtract(const Scalar &sc, const oclMat &a, oclMat &c, const oclMat &mask = oclMat());
 438         //! computes element-wise product of the two arrays (c = a * b)
 439         // supports all types except CV_8SC1,CV_8SC2,CV8SC3 and CV_8SC4
 440         CV_EXPORTS void multiply(const oclMat &a, const oclMat &b, oclMat &c, double scale = 1);
 441         //! multiplies matrix to a number (dst = scalar * src)
 442         // supports CV_32FC1 only
 443         CV_EXPORTS void multiply(double scalar, const oclMat &src, oclMat &dst);
 444         //! computes element-wise quotient of the two arrays (c = a / b)
 445         // supports all types except CV_8SC1,CV_8SC2,CV8SC3 and CV_8SC4
 446         CV_EXPORTS void divide(const oclMat &a, const oclMat &b, oclMat &c, double scale = 1);
 447         //! computes element-wise quotient of the two arrays (c = a / b)
 448         // supports all types except CV_8SC1,CV_8SC2,CV8SC3 and CV_8SC4
 449         CV_EXPORTS void divide(double scale, const oclMat &b, oclMat &c);
 450
 451         //! compares elements of two arrays (c = a <cmpop> b)
 452         // supports except CV_8SC1,CV_8SC2,CV8SC3,CV_8SC4 types
 453         CV_EXPORTS void compare(const oclMat &a, const oclMat &b, oclMat &c, int cmpop);
 454
 455         //! transposes the matrix
 456         // supports  CV_8UC1, 8UC4, 8SC4, 16UC2, 16SC2, 32SC1 and 32FC1.(the same as cuda)
 457         CV_EXPORTS void transpose(const oclMat &src, oclMat &dst);
 458
 459         //! computes element-wise absolute difference of two arrays (c = abs(a - b))
 460         // supports all types except CV_8SC1,CV_8SC2,CV8SC3 and CV_8SC4
 461         CV_EXPORTS void absdiff(const oclMat &a, const oclMat &b, oclMat &c);
 462         //! computes element-wise absolute difference of array and scalar (c = abs(a - s))
 463         // supports all types except CV_8SC1,CV_8SC2,CV8SC3 and CV_8SC4
 464         CV_EXPORTS void absdiff(const oclMat &a, const Scalar &s, oclMat &c);
 465
 466         //! computes mean value and standard deviation of all or selected array elements
 467         // supports except CV_32F,CV_64F
 468         CV_EXPORTS void meanStdDev(const oclMat &mtx, Scalar &mean, Scalar &stddev);
 469
 470         //! computes norm of array
 471         // supports NORM_INF, NORM_L1, NORM_L2
 472         // supports only CV_8UC1 type
 473         CV_EXPORTS double norm(const oclMat &src1, int normType = NORM_L2);
 474
 475         //! computes norm of the difference between two arrays
 476         // supports NORM_INF, NORM_L1, NORM_L2
 477         // supports only CV_8UC1 type
 478         CV_EXPORTS double norm(const oclMat &src1, const oclMat &src2, int normType = NORM_L2);
 479
 480         //! reverses the order of the rows, columns or both in a matrix
 481         // supports all types
 482         CV_EXPORTS void flip(const oclMat &a, oclMat &b, int flipCode);
 483
 484         //! computes sum of array elements
 485         // disabled until fix crash
 486         // support all types
 487         CV_EXPORTS Scalar sum(const oclMat &m);
 488         CV_EXPORTS Scalar absSum(const oclMat &m);
 489         CV_EXPORTS Scalar sqrSum(const oclMat &m);
 490
 491         //! finds global minimum and maximum array elements and returns their values
 492         // support all C1 types
 493
 494         CV_EXPORTS void minMax(const oclMat &src, double *minVal, double *maxVal = 0, const oclMat &mask = oclMat());
 495         CV_EXPORTS void minMax_buf(const oclMat &src, double *minVal, double *maxVal, const oclMat &mask, oclMat& buf);
 496
 497         //! finds global minimum and maximum array elements and returns their values with locations
 498         // support all C1 types
 499
 500         CV_EXPORTS void minMaxLoc(const oclMat &src, double *minVal, double *maxVal = 0, Point *minLoc = 0, Point *maxLoc = 0,
 501                                   const oclMat &mask = oclMat());
 502
 503         //! counts non-zero array elements
 504         // support all types
 505         CV_EXPORTS int countNonZero(const oclMat &src);
 506
 507         //! transforms 8-bit unsigned integers using lookup table: dst(i)=lut(src(i))
 508         // destination array will have the depth type as lut and the same channels number as source
 509         //It supports 8UC1 8UC4 only
 510         CV_EXPORTS void LUT(const oclMat &src, const oclMat &lut, oclMat &dst);
 511
 512         //! only 8UC1 and 256 bins is supported now
 513         CV_EXPORTS void calcHist(const oclMat &mat_src, oclMat &mat_hist);
 514         //! only 8UC1 and 256 bins is supported now
 515         CV_EXPORTS void equalizeHist(const oclMat &mat_src, oclMat &mat_dst);
 516
 517         //! only 8UC1 is supported now
 518         CV_EXPORTS Ptr<cv::CLAHE> createCLAHE(double clipLimit = 40.0, Size tileGridSize = Size(8, 8));
 519
 520         //! bilateralFilter
 521         // supports 8UC1 8UC4
 522         CV_EXPORTS void bilateralFilter(const oclMat& src, oclMat& dst, int d, double sigmaColor, double sigmaSpave, int borderType=BORDER_DEFAULT);
 523         //! computes exponent of each matrix element (b = e**a)
 524         // supports only CV_32FC1 type
 525         CV_EXPORTS void exp(const oclMat &a, oclMat &b);
 526
 527         //! computes natural logarithm of absolute value of each matrix element: b = log(abs(a))
 528         // supports only CV_32FC1 type
 529         CV_EXPORTS void log(const oclMat &a, oclMat &b);
 530
 531         //! computes magnitude of each (x(i), y(i)) vector
 532         // supports only CV_32F CV_64F type
 533         CV_EXPORTS void magnitude(const oclMat &x, const oclMat &y, oclMat &magnitude);
 534         CV_EXPORTS void magnitudeSqr(const oclMat &x, const oclMat &y, oclMat &magnitude);
 535
 536         CV_EXPORTS void magnitudeSqr(const oclMat &x, oclMat &magnitude);
 537
 538         //! computes angle (angle(i)) of each (x(i), y(i)) vector
 539         // supports only CV_32F CV_64F type
 540         CV_EXPORTS void phase(const oclMat &x, const oclMat &y, oclMat &angle, bool angleInDegrees = false);
 541
 542         //! the function raises every element of tne input array to p
 543         //! support only CV_32F CV_64F type
 544         CV_EXPORTS void pow(const oclMat &x, double p, oclMat &y);
 545
 546         //! converts Cartesian coordinates to polar
 547         // supports only CV_32F CV_64F type
 548         CV_EXPORTS void cartToPolar(const oclMat &x, const oclMat &y, oclMat &magnitude, oclMat &angle, bool angleInDegrees = false);
 549
 550         //! converts polar coordinates to Cartesian
 551         // supports only CV_32F CV_64F type
 552         CV_EXPORTS void polarToCart(const oclMat &magnitude, const oclMat &angle, oclMat &x, oclMat &y, bool angleInDegrees = false);
 553
 554         //! perfroms per-elements bit-wise inversion
 555         // supports all types
 556         CV_EXPORTS void bitwise_not(const oclMat &src, oclMat &dst);
 557         //! calculates per-element bit-wise disjunction of two arrays
 558         // supports all types
 559         CV_EXPORTS void bitwise_or(const oclMat &src1, const oclMat &src2, oclMat &dst, const oclMat &mask = oclMat());
 560         CV_EXPORTS void bitwise_or(const oclMat &src1, const Scalar &s, oclMat &dst, const oclMat &mask = oclMat());
 561         //! calculates per-element bit-wise conjunction of two arrays
 562         // supports all types
 563         CV_EXPORTS void bitwise_and(const oclMat &src1, const oclMat &src2, oclMat &dst, const oclMat &mask = oclMat());
 564         CV_EXPORTS void bitwise_and(const oclMat &src1, const Scalar &s, oclMat &dst, const oclMat &mask = oclMat());
 565         //! calculates per-element bit-wise "exclusive or" operation
 566         // supports all types
 567         CV_EXPORTS void bitwise_xor(const oclMat &src1, const oclMat &src2, oclMat &dst, const oclMat &mask = oclMat());
 568         CV_EXPORTS void bitwise_xor(const oclMat &src1, const Scalar &s, oclMat &dst, const oclMat &mask = oclMat());
 569
 570         //! Logical operators
 571         CV_EXPORTS oclMat operator ~ (const oclMat &);
 572         CV_EXPORTS oclMat operator | (const oclMat &, const oclMat &);
 573         CV_EXPORTS oclMat operator & (const oclMat &, const oclMat &);
 574         CV_EXPORTS oclMat operator ^ (const oclMat &, const oclMat &);
 575
 576
 577         //! Mathematics operators
 578         CV_EXPORTS oclMatExpr operator + (const oclMat &src1, const oclMat &src2);
 579         CV_EXPORTS oclMatExpr operator - (const oclMat &src1, const oclMat &src2);
 580         CV_EXPORTS oclMatExpr operator * (const oclMat &src1, const oclMat &src2);
 581         CV_EXPORTS oclMatExpr operator / (const oclMat &src1, const oclMat &src2);
 582
 583         struct CV_EXPORTS ConvolveBuf
 584         {
 585             Size result_size;
 586             Size block_size;
 587             Size user_block_size;
 588             Size dft_size;
 589
 590             oclMat image_spect, templ_spect, result_spect;
 591             oclMat image_block, templ_block, result_data;
 592
 593             void create(Size image_size, Size templ_size);
 594             static Size estimateBlockSize(Size result_size, Size templ_size);
 595         };
 596
 597         //! computes convolution of two images, may use discrete Fourier transform
 598         //! support only CV_32FC1 type
 599         CV_EXPORTS void convolve(const oclMat &image, const oclMat &temp1, oclMat &result, bool ccorr = false);
 600         CV_EXPORTS void convolve(const oclMat &image, const oclMat &temp1, oclMat &result, bool ccorr, ConvolveBuf& buf);
 601
 602         //! Performs a per-element multiplication of two Fourier spectrums.
 603         //! Only full (not packed) CV_32FC2 complex spectrums in the interleaved format are supported for now.
 604         //! support only CV_32FC2 type
 605         CV_EXPORTS void mulSpectrums(const oclMat &a, const oclMat &b, oclMat &c, int flags, float scale, bool conjB = false);
 606
 607         CV_EXPORTS void cvtColor(const oclMat &src, oclMat &dst, int code , int dcn = 0);
 608
 609         //////////////////////////////// Filter Engine ////////////////////////////////
 610
 611         /*!
 612           The Base Class for 1D or Row-wise Filters
 613
 614           This is the base class for linear or non-linear filters that process 1D data.
 615           In particular, such filters are used for the "horizontal" filtering parts in separable filters.
 616           */
 617         class CV_EXPORTS BaseRowFilter_GPU
 618         {
 619         public:
 620             BaseRowFilter_GPU(int ksize_, int anchor_, int bordertype_) : ksize(ksize_), anchor(anchor_), bordertype(bordertype_) {}
 621             virtual ~BaseRowFilter_GPU() {}
 622             virtual void operator()(const oclMat &src, oclMat &dst) = 0;
 623             int ksize, anchor, bordertype;
 624         };
 625
 626         /*!
 627           The Base Class for Column-wise Filters
 628
 629           This is the base class for linear or non-linear filters that process columns of 2D arrays.
 630           Such filters are used for the "vertical" filtering parts in separable filters.
 631           */
 632         class CV_EXPORTS BaseColumnFilter_GPU
 633         {
 634         public:
 635             BaseColumnFilter_GPU(int ksize_, int anchor_, int bordertype_) : ksize(ksize_), anchor(anchor_), bordertype(bordertype_) {}
 636             virtual ~BaseColumnFilter_GPU() {}
 637             virtual void operator()(const oclMat &src, oclMat &dst) = 0;
 638             int ksize, anchor, bordertype;
 639         };
 640
 641         /*!
 642           The Base Class for Non-Separable 2D Filters.
 643
 644           This is the base class for linear or non-linear 2D filters.
 645           */
 646         class CV_EXPORTS BaseFilter_GPU
 647         {
 648         public:
 649             BaseFilter_GPU(const Size &ksize_, const Point &anchor_, const int &borderType_)
 650                 : ksize(ksize_), anchor(anchor_), borderType(borderType_) {}
 651             virtual ~BaseFilter_GPU() {}
 652             virtual void operator()(const oclMat &src, oclMat &dst) = 0;
 653             Size ksize;
 654             Point anchor;
 655             int borderType;
 656         };
 657
 658         /*!
 659           The Base Class for Filter Engine.
 660
 661           The class can be used to apply an arbitrary filtering operation to an image.
 662           It contains all the necessary intermediate buffers.
 663           */
 664         class CV_EXPORTS FilterEngine_GPU
 665         {
 666         public:
 667             virtual ~FilterEngine_GPU() {}
 668
 669             virtual void apply(const oclMat &src, oclMat &dst, Rect roi = Rect(0, 0, -1, -1)) = 0;
 670         };
 671
 672         //! returns the non-separable filter engine with the specified filter
 673         CV_EXPORTS Ptr<FilterEngine_GPU> createFilter2D_GPU(const Ptr<BaseFilter_GPU> filter2D);
 674
 675         //! returns the primitive row filter with the specified kernel
 676         CV_EXPORTS Ptr<BaseRowFilter_GPU> getLinearRowFilter_GPU(int srcType, int bufType, const Mat &rowKernel,
 677                 int anchor = -1, int bordertype = BORDER_DEFAULT);
 678
 679         //! returns the primitive column filter with the specified kernel
 680         CV_EXPORTS Ptr<BaseColumnFilter_GPU> getLinearColumnFilter_GPU(int bufType, int dstType, const Mat &columnKernel,
 681                 int anchor = -1, int bordertype = BORDER_DEFAULT, double delta = 0.0);
 682
 683         //! returns the separable linear filter engine
 684         CV_EXPORTS Ptr<FilterEngine_GPU> createSeparableLinearFilter_GPU(int srcType, int dstType, const Mat &rowKernel,
 685                 const Mat &columnKernel, const Point &anchor = Point(-1, -1), double delta = 0.0, int bordertype = BORDER_DEFAULT);
 686
 687         //! returns the separable filter engine with the specified filters
 688         CV_EXPORTS Ptr<FilterEngine_GPU> createSeparableFilter_GPU(const Ptr<BaseRowFilter_GPU> &rowFilter,
 689                 const Ptr<BaseColumnFilter_GPU> &columnFilter);
 690
 691         //! returns the Gaussian filter engine
 692         CV_EXPORTS Ptr<FilterEngine_GPU> createGaussianFilter_GPU(int type, Size ksize, double sigma1, double sigma2 = 0, int bordertype = BORDER_DEFAULT);
 693
 694         //! returns filter engine for the generalized Sobel operator
 695         CV_EXPORTS Ptr<FilterEngine_GPU> createDerivFilter_GPU( int srcType, int dstType, int dx, int dy, int ksize, int borderType = BORDER_DEFAULT );
 696
 697         //! applies Laplacian operator to the image
 698         // supports only ksize = 1 and ksize = 3 8UC1 8UC4 32FC1 32FC4 data type
 699         CV_EXPORTS void Laplacian(const oclMat &src, oclMat &dst, int ddepth, int ksize = 1, double scale = 1);
 700
 701         //! returns 2D box filter
 702         // supports CV_8UC1 and CV_8UC4 source type, dst type must be the same as source type
 703         CV_EXPORTS Ptr<BaseFilter_GPU> getBoxFilter_GPU(int srcType, int dstType,
 704                 const Size &ksize, Point anchor = Point(-1, -1), int borderType = BORDER_DEFAULT);
 705
 706         //! returns box filter engine
 707         CV_EXPORTS Ptr<FilterEngine_GPU> createBoxFilter_GPU(int srcType, int dstType, const Size &ksize,
 708                 const Point &anchor = Point(-1, -1), int borderType = BORDER_DEFAULT);
 709
 710         //! returns 2D filter with the specified kernel
 711         // supports CV_8UC1 and CV_8UC4 types
 712         CV_EXPORTS Ptr<BaseFilter_GPU> getLinearFilter_GPU(int srcType, int dstType, const Mat &kernel, const Size &ksize,
 713                 Point anchor = Point(-1, -1), int borderType = BORDER_DEFAULT);
 714
 715         //! returns the non-separable linear filter engine
 716         CV_EXPORTS Ptr<FilterEngine_GPU> createLinearFilter_GPU(int srcType, int dstType, const Mat &kernel,
 717                 const Point &anchor = Point(-1, -1), int borderType = BORDER_DEFAULT);
 718
 719         //! smooths the image using the normalized box filter
 720         // supports data type: CV_8UC1, CV_8UC4, CV_32FC1 and CV_32FC4
 721         // supports border type: BORDER_CONSTANT, BORDER_REPLICATE, BORDER_REFLECT,BORDER_REFLECT_101,BORDER_WRAP
 722         CV_EXPORTS void boxFilter(const oclMat &src, oclMat &dst, int ddepth, Size ksize,
 723                                   Point anchor = Point(-1, -1), int borderType = BORDER_DEFAULT);
 724
 725         //! returns 2D morphological filter
 726         //! only MORPH_ERODE and MORPH_DILATE are supported
 727         // supports CV_8UC1, CV_8UC4, CV_32FC1 and CV_32FC4 types
 728         // kernel must have CV_8UC1 type, one rows and cols == ksize.width * ksize.height
 729         CV_EXPORTS Ptr<BaseFilter_GPU> getMorphologyFilter_GPU(int op, int type, const Mat &kernel, const Size &ksize,
 730                 Point anchor = Point(-1, -1));
 731
 732         //! returns morphological filter engine. Only MORPH_ERODE and MORPH_DILATE are supported.
 733         CV_EXPORTS Ptr<FilterEngine_GPU> createMorphologyFilter_GPU(int op, int type, const Mat &kernel,
 734                 const Point &anchor = Point(-1, -1), int iterations = 1);
 735
 736         //! a synonym for normalized box filter
 737         // supports data type: CV_8UC1, CV_8UC4, CV_32FC1 and CV_32FC4
 738         // supports border type: BORDER_CONSTANT, BORDER_REPLICATE, BORDER_REFLECT,BORDER_REFLECT_101
 739         static inline void blur(const oclMat &src, oclMat &dst, Size ksize, Point anchor = Point(-1, -1),
 740                                 int borderType = BORDER_CONSTANT)
 741         {
 742             boxFilter(src, dst, -1, ksize, anchor, borderType);
 743         }
 744
 745         //! applies non-separable 2D linear filter to the image
 746         //  Note, at the moment this function only works when anchor point is in the kernel center
 747         //  and kernel size supported is either 3x3 or 5x5; otherwise the function will fail to output valid result
 748         CV_EXPORTS void filter2D(const oclMat &src, oclMat &dst, int ddepth, const Mat &kernel,
 749                                  Point anchor = Point(-1, -1), int borderType = BORDER_DEFAULT);
 750
 751         //! applies separable 2D linear filter to the image
 752         CV_EXPORTS void sepFilter2D(const oclMat &src, oclMat &dst, int ddepth, const Mat &kernelX, const Mat &kernelY,
 753                                     Point anchor = Point(-1, -1), double delta = 0.0, int bordertype = BORDER_DEFAULT);
 754
 755         //! applies generalized Sobel operator to the image
 756         // dst.type must equalize src.type
 757         // supports data type: CV_8UC1, CV_8UC4, CV_32FC1 and CV_32FC4
 758         // supports border type: BORDER_CONSTANT, BORDER_REPLICATE, BORDER_REFLECT,BORDER_REFLECT_101
 759         CV_EXPORTS void Sobel(const oclMat &src, oclMat &dst, int ddepth, int dx, int dy, int ksize = 3, double scale = 1, double delta = 0.0, int bordertype = BORDER_DEFAULT);
 760
 761         //! applies the vertical or horizontal Scharr operator to the image
 762         // dst.type must equalize src.type
 763         // supports data type: CV_8UC1, CV_8UC4, CV_32FC1 and CV_32FC4
 764         // supports border type: BORDER_CONSTANT, BORDER_REPLICATE, BORDER_REFLECT,BORDER_REFLECT_101
 765         CV_EXPORTS void Scharr(const oclMat &src, oclMat &dst, int ddepth, int dx, int dy, double scale = 1, double delta = 0.0, int bordertype = BORDER_DEFAULT);
 766
 767         //! smooths the image using Gaussian filter.
 768         // dst.type must equalize src.type
 769         // supports data type: CV_8UC1, CV_8UC4, CV_32FC1 and CV_32FC4
 770         // supports border type: BORDER_CONSTANT, BORDER_REPLICATE, BORDER_REFLECT,BORDER_REFLECT_101
 771         CV_EXPORTS void GaussianBlur(const oclMat &src, oclMat &dst, Size ksize, double sigma1, double sigma2 = 0, int bordertype = BORDER_DEFAULT);
 772
 773         //! erodes the image (applies the local minimum operator)
 774         // supports data type: CV_8UC1, CV_8UC4, CV_32FC1 and CV_32FC4
 775         CV_EXPORTS void erode( const oclMat &src, oclMat &dst, const Mat &kernel, Point anchor = Point(-1, -1), int iterations = 1,
 776
 777                                int borderType = BORDER_CONSTANT, const Scalar &borderValue = morphologyDefaultBorderValue());
 778
 779
 780         //! dilates the image (applies the local maximum operator)
 781         // supports data type: CV_8UC1, CV_8UC4, CV_32FC1 and CV_32FC4
 782         CV_EXPORTS void dilate( const oclMat &src, oclMat &dst, const Mat &kernel, Point anchor = Point(-1, -1), int iterations = 1,
 783
 784                                 int borderType = BORDER_CONSTANT, const Scalar &borderValue = morphologyDefaultBorderValue());
 785
 786
 787         //! applies an advanced morphological operation to the image
 788         CV_EXPORTS void morphologyEx( const oclMat &src, oclMat &dst, int op, const Mat &kernel, Point anchor = Point(-1, -1), int iterations = 1,
 789
 790                                       int borderType = BORDER_CONSTANT, const Scalar &borderValue = morphologyDefaultBorderValue());
 791
 792
 793         ////////////////////////////// Image processing //////////////////////////////
 794         //! Does mean shift filtering on GPU.
 795         CV_EXPORTS void meanShiftFiltering(const oclMat &src, oclMat &dst, int sp, int sr,
 796                                            TermCriteria criteria = TermCriteria(TermCriteria::MAX_ITER + TermCriteria::EPS, 5, 1));
 797
 798         //! Does mean shift procedure on GPU.
 799         CV_EXPORTS void meanShiftProc(const oclMat &src, oclMat &dstr, oclMat &dstsp, int sp, int sr,
 800                                       TermCriteria criteria = TermCriteria(TermCriteria::MAX_ITER + TermCriteria::EPS, 5, 1));
 801
 802         //! Does mean shift segmentation with elimiation of small regions.
 803         CV_EXPORTS void meanShiftSegmentation(const oclMat &src, Mat &dst, int sp, int sr, int minsize,
 804                                               TermCriteria criteria = TermCriteria(TermCriteria::MAX_ITER + TermCriteria::EPS, 5, 1));
 805
 806         //! applies fixed threshold to the image.
 807         // supports CV_8UC1 and CV_32FC1 data type
 808         // supports threshold type: THRESH_BINARY, THRESH_BINARY_INV, THRESH_TRUNC, THRESH_TOZERO, THRESH_TOZERO_INV
 809         CV_EXPORTS double threshold(const oclMat &src, oclMat &dst, double thresh, double maxVal, int type = THRESH_TRUNC);
 810
 811         //! resizes the image
 812         // Supports INTER_NEAREST, INTER_LINEAR
 813         // supports CV_8UC1, CV_8UC4, CV_32FC1 and CV_32FC4 types
 814         CV_EXPORTS void resize(const oclMat &src, oclMat &dst, Size dsize, double fx = 0, double fy = 0, int interpolation = INTER_LINEAR);
 815
 816         //! Applies a generic geometrical transformation to an image.
 817
 818         // Supports INTER_NEAREST, INTER_LINEAR.
 819
 820         // Map1 supports CV_16SC2, CV_32FC2  types.
 821
 822         // Src supports CV_8UC1, CV_8UC2, CV_8UC4.
 823
 824         CV_EXPORTS void remap(const oclMat &src, oclMat &dst, oclMat &map1, oclMat &map2, int interpolation, int bordertype, const Scalar &value = Scalar());
 825
 826         //! copies 2D array to a larger destination array and pads borders with user-specifiable constant
 827         // supports CV_8UC1, CV_8UC4, CV_32SC1 types
 828         CV_EXPORTS void copyMakeBorder(const oclMat &src, oclMat &dst, int top, int bottom, int left, int right, int boardtype, const Scalar &value = Scalar());
 829
 830         //! Smoothes image using median filter
 831         // The source 1- or 4-channel image. When m is 3 or 5, the image depth should be CV 8U or CV 32F.
 832         CV_EXPORTS void medianFilter(const oclMat &src, oclMat &dst, int m);
 833
 834         //! warps the image using affine transformation
 835         // Supports INTER_NEAREST, INTER_LINEAR, INTER_CUBIC
 836         // supports CV_8UC1, CV_8UC4, CV_32FC1 and CV_32FC4 types
 837         CV_EXPORTS void warpAffine(const oclMat &src, oclMat &dst, const Mat &M, Size dsize, int flags = INTER_LINEAR);
 838
 839         //! warps the image using perspective transformation
 840         // Supports INTER_NEAREST, INTER_LINEAR, INTER_CUBIC
 841         // supports CV_8UC1, CV_8UC4, CV_32FC1 and CV_32FC4 types
 842         CV_EXPORTS void warpPerspective(const oclMat &src, oclMat &dst, const Mat &M, Size dsize, int flags = INTER_LINEAR);
 843
 844         //! computes the integral image and integral for the squared image
 845         // sum will have CV_32S type, sqsum - CV32F type
 846         // supports only CV_8UC1 source type
 847         CV_EXPORTS void integral(const oclMat &src, oclMat &sum, oclMat &sqsum);
 848         CV_EXPORTS void integral(const oclMat &src, oclMat &sum);
 849         CV_EXPORTS void cornerHarris(const oclMat &src, oclMat &dst, int blockSize, int ksize, double k, int bordertype = cv::BORDER_DEFAULT);
 850         CV_EXPORTS void cornerHarris_dxdy(const oclMat &src, oclMat &dst, oclMat &Dx, oclMat &Dy,
 851             int blockSize, int ksize, double k, int bordertype = cv::BORDER_DEFAULT);
 852         CV_EXPORTS void cornerMinEigenVal(const oclMat &src, oclMat &dst, int blockSize, int ksize, int bordertype = cv::BORDER_DEFAULT);
 853         CV_EXPORTS void cornerMinEigenVal_dxdy(const oclMat &src, oclMat &dst, oclMat &Dx, oclMat &Dy,
 854             int blockSize, int ksize, int bordertype = cv::BORDER_DEFAULT);
 855
 856
 857         /////////////////////////////////// ML ///////////////////////////////////////////
 858
 859         //! Compute closest centers for each lines in source and lable it after center's index
 860         // supports CV_32FC1/CV_32FC2/CV_32FC4 data type
 861         CV_EXPORTS void distanceToCenters(oclMat &dists, oclMat &labels, const oclMat &src, const oclMat &centers);
 862
 863         //!Does k-means procedure on GPU
 864         // supports CV_32FC1/CV_32FC2/CV_32FC4 data type
 865         CV_EXPORTS double kmeans(const oclMat &src, int K, oclMat &bestLabels,
 866                                      TermCriteria criteria, int attemps, int flags, oclMat &centers);
 867
 868
 869         ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 870         ///////////////////////////////////////////CascadeClassifier//////////////////////////////////////////////////////////////////
 871         ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 872         class CV_EXPORTS OclCascadeClassifier : public  cv::CascadeClassifier
 873         {
 874         public:
 875             void detectMultiScale(oclMat &image, CV_OUT std::vector<cv::Rect>& faces,
 876                                   double scaleFactor = 1.1, int minNeighbors = 3, int flags = 0,
 877                                   Size minSize = Size(), Size maxSize = Size());
 878         };
 879
 880         /////////////////////////////// Pyramid /////////////////////////////////////
 881         CV_EXPORTS void pyrDown(const oclMat &src, oclMat &dst);
 882
 883         //! upsamples the source image and then smoothes it
 884         CV_EXPORTS void pyrUp(const oclMat &src, oclMat &dst);
 885
 886         //! performs linear blending of two images
 887         //! to avoid accuracy errors sum of weigths shouldn't be very close to zero
 888         // supports only CV_8UC1 source type
 889         CV_EXPORTS void blendLinear(const oclMat &img1, const oclMat &img2, const oclMat &weights1, const oclMat &weights2, oclMat &result);
 890
 891         //! computes vertical sum, supports only CV_32FC1 images
 892         CV_EXPORTS void columnSum(const oclMat &src, oclMat &sum);
 893
 894         ///////////////////////////////////////// match_template /////////////////////////////////////////////////////////////
 895         struct CV_EXPORTS MatchTemplateBuf
 896         {
 897             Size user_block_size;
 898             oclMat imagef, templf;
 899             std::vector<oclMat> images;
 900             std::vector<oclMat> image_sums;
 901             std::vector<oclMat> image_sqsums;
 902         };
 903
 904         //! computes the proximity map for the raster template and the image where the template is searched for
 905         // Supports TM_SQDIFF, TM_SQDIFF_NORMED, TM_CCORR, TM_CCORR_NORMED, TM_CCOEFF, TM_CCOEFF_NORMED for type 8UC1 and 8UC4
 906         // Supports TM_SQDIFF, TM_CCORR for type 32FC1 and 32FC4
 907         CV_EXPORTS void matchTemplate(const oclMat &image, const oclMat &templ, oclMat &result, int method);
 908
 909         //! computes the proximity map for the raster template and the image where the template is searched for
 910         // Supports TM_SQDIFF, TM_SQDIFF_NORMED, TM_CCORR, TM_CCORR_NORMED, TM_CCOEFF, TM_CCOEFF_NORMED for type 8UC1 and 8UC4
 911         // Supports TM_SQDIFF, TM_CCORR for type 32FC1 and 32FC4
 912         CV_EXPORTS void matchTemplate(const oclMat &image, const oclMat &templ, oclMat &result, int method, MatchTemplateBuf &buf);
 913
 914
 915
 916         ///////////////////////////////////////////// Canny /////////////////////////////////////////////
 917         struct CV_EXPORTS CannyBuf;
 918
 919         //! compute edges of the input image using Canny operator
 920         // Support CV_8UC1 only
 921         CV_EXPORTS void Canny(const oclMat &image, oclMat &edges, double low_thresh, double high_thresh, int apperture_size = 3, bool L2gradient = false);
 922         CV_EXPORTS void Canny(const oclMat &image, CannyBuf &buf, oclMat &edges, double low_thresh, double high_thresh, int apperture_size = 3, bool L2gradient = false);
 923         CV_EXPORTS void Canny(const oclMat &dx, const oclMat &dy, oclMat &edges, double low_thresh, double high_thresh, bool L2gradient = false);
 924         CV_EXPORTS void Canny(const oclMat &dx, const oclMat &dy, CannyBuf &buf, oclMat &edges, double low_thresh, double high_thresh, bool L2gradient = false);
 925
 926         struct CV_EXPORTS CannyBuf
 927         {
 928             CannyBuf() : counter(NULL) {}
 929             ~CannyBuf()
 930             {
 931                 release();
 932             }
 933             explicit CannyBuf(const Size &image_size, int apperture_size = 3) : counter(NULL)
 934             {
 935                 create(image_size, apperture_size);
 936             }
 937             CannyBuf(const oclMat &dx_, const oclMat &dy_);
 938             void create(const Size &image_size, int apperture_size = 3);
 939             void release();
 940
 941             oclMat dx, dy;
 942             oclMat dx_buf, dy_buf;
 943             oclMat magBuf, mapBuf;
 944             oclMat trackBuf1, trackBuf2;
 945             void *counter;
 946             Ptr<FilterEngine_GPU> filterDX, filterDY;
 947         };
 948
 949         ///////////////////////////////////////// Hough Transform /////////////////////////////////////////
 950         //! HoughCircles
 951         struct HoughCirclesBuf
 952         {
 953             oclMat edges;
 954             oclMat accum;
 955             oclMat srcPoints;
 956             oclMat centers;
 957             CannyBuf cannyBuf;
 958         };
 959
 960         CV_EXPORTS void HoughCircles(const oclMat& src, oclMat& circles, int method, float dp, float minDist, int cannyThreshold, int votesThreshold, int minRadius, int maxRadius, int maxCircles = 4096);
 961         CV_EXPORTS void HoughCircles(const oclMat& src, oclMat& circles, HoughCirclesBuf& buf, int method, float dp, float minDist, int cannyThreshold, int votesThreshold, int minRadius, int maxRadius, int maxCircles = 4096);
 962         CV_EXPORTS void HoughCirclesDownload(const oclMat& d_circles, OutputArray h_circles);
 963
 964
 965         ///////////////////////////////////////// clAmdFft related /////////////////////////////////////////
 966         //! Performs a forward or inverse discrete Fourier transform (1D or 2D) of floating point matrix.
 967         //! Param dft_size is the size of DFT transform.
 968         //!
 969         //! For complex-to-real transform it is assumed that the source matrix is packed in CLFFT's format.
 970         // support src type of CV32FC1, CV32FC2
 971         // support flags: DFT_INVERSE, DFT_REAL_OUTPUT, DFT_COMPLEX_OUTPUT, DFT_ROWS
 972         // dft_size is the size of original input, which is used for transformation from complex to real.
 973         // dft_size must be powers of 2, 3 and 5
 974         // real to complex dft requires at least v1.8 clAmdFft
 975         // real to complex dft output is not the same with cpu version
 976         // real to complex and complex to real does not support DFT_ROWS
 977         CV_EXPORTS void dft(const oclMat &src, oclMat &dst, Size dft_size = Size(0, 0), int flags = 0);
 978
 979         //! implements generalized matrix product algorithm GEMM from BLAS
 980         // The functionality requires clAmdBlas library
 981         // only support type CV_32FC1
 982         // flag GEMM_3_T is not supported
 983         CV_EXPORTS void gemm(const oclMat &src1, const oclMat &src2, double alpha,
 984                              const oclMat &src3, double beta, oclMat &dst, int flags = 0);
 985
 986         //////////////// HOG (Histogram-of-Oriented-Gradients) Descriptor and Object Detector //////////////
 987
 988         struct CV_EXPORTS HOGDescriptor
 989
 990         {
 991
 992             enum { DEFAULT_WIN_SIGMA = -1 };
 993
 994             enum { DEFAULT_NLEVELS = 64 };
 995
 996             enum { DESCR_FORMAT_ROW_BY_ROW, DESCR_FORMAT_COL_BY_COL };
 997
 998
 999
1000             HOGDescriptor(Size win_size = Size(64, 128), Size block_size = Size(16, 16),
1001
1002                           Size block_stride = Size(8, 8), Size cell_size = Size(8, 8),
1003
1004                           int nbins = 9, double win_sigma = DEFAULT_WIN_SIGMA,
1005
1006                           double threshold_L2hys = 0.2, bool gamma_correction = true,
1007
1008                           int nlevels = DEFAULT_NLEVELS);
1009
1010
1011
1012             size_t getDescriptorSize() const;
1013
1014             size_t getBlockHistogramSize() const;
1015
1016
1017
1018             void setSVMDetector(const std::vector<float> &detector);
1019
1020
1021
1022             static std::vector<float> getDefaultPeopleDetector();
1023
1024             static std::vector<float> getPeopleDetector48x96();
1025
1026             static std::vector<float> getPeopleDetector64x128();
1027
1028
1029
1030             void detect(const oclMat &img, std::vector<Point> &found_locations,
1031
1032                         double hit_threshold = 0, Size win_stride = Size(),
1033
1034                         Size padding = Size());
1035
1036
1037
1038             void detectMultiScale(const oclMat &img, std::vector<Rect> &found_locations,
1039
1040                                   double hit_threshold = 0, Size win_stride = Size(),
1041
1042                                   Size padding = Size(), double scale0 = 1.05,
1043
1044                                   int group_threshold = 2);
1045
1046
1047
1048             void getDescriptors(const oclMat &img, Size win_stride,
1049
1050                                 oclMat &descriptors,
1051
1052                                 int descr_format = DESCR_FORMAT_COL_BY_COL);
1053
1054
1055
1056             Size win_size;
1057
1058             Size block_size;
1059
1060             Size block_stride;
1061
1062             Size cell_size;
1063
1064             int nbins;
1065
1066             double win_sigma;
1067
1068             double threshold_L2hys;
1069
1070             bool gamma_correction;
1071
1072             int nlevels;
1073
1074
1075
1076         protected:
1077
1078             // initialize buffers; only need to do once in case of multiscale detection
1079
1080             void init_buffer(const oclMat &img, Size win_stride);
1081
1082
1083
1084             void computeBlockHistograms(const oclMat &img);
1085
1086             void computeGradient(const oclMat &img, oclMat &grad, oclMat &qangle);
1087
1088
1089
1090             double getWinSigma() const;
1091
1092             bool checkDetectorSize() const;
1093
1094
1095
1096             static int numPartsWithin(int size, int part_size, int stride);
1097
1098             static Size numPartsWithin(Size size, Size part_size, Size stride);
1099
1100
1101
1102             // Coefficients of the separating plane
1103
1104             float free_coef;
1105
1106             oclMat detector;
1107
1108
1109
1110             // Results of the last classification step
1111
1112             oclMat labels;
1113
1114             Mat labels_host;
1115
1116
1117
1118             // Results of the last histogram evaluation step
1119
1120             oclMat block_hists;
1121
1122
1123
1124             // Gradients conputation results
1125
1126             oclMat grad, qangle;
1127
1128
1129
1130             // scaled image
1131
1132             oclMat image_scale;
1133
1134
1135
1136             // effect size of input image (might be different from original size after scaling)
1137
1138             Size effect_size;
1139
1140         };
1141
1142
1143         ////////////////////////feature2d_ocl/////////////////
1144         /****************************************************************************************\
1145         *                                      Distance                                          *
1146         \****************************************************************************************/
1147         template<typename T>
1148         struct CV_EXPORTS Accumulator
1149         {
1150             typedef T Type;
1151         };
1152         template<> struct Accumulator<unsigned char>
1153         {
1154             typedef float Type;
1155         };
1156         template<> struct Accumulator<unsigned short>
1157         {
1158             typedef float Type;
1159         };
1160         template<> struct Accumulator<char>
1161         {
1162             typedef float Type;
1163         };
1164         template<> struct Accumulator<short>
1165         {
1166             typedef float Type;
1167         };
1168
1169         /*
1170          * Manhattan distance (city block distance) functor
1171          */
1172         template<class T>
1173         struct CV_EXPORTS L1
1174         {
1175             enum { normType = NORM_L1 };
1176             typedef T ValueType;
1177             typedef typename Accumulator<T>::Type ResultType;
1178
1179             ResultType operator()( const T *a, const T *b, int size ) const
1180             {
1181                 return normL1<ValueType, ResultType>(a, b, size);
1182             }
1183         };
1184
1185         /*
1186          * Euclidean distance functor
1187          */
1188         template<class T>
1189         struct CV_EXPORTS L2
1190         {
1191             enum { normType = NORM_L2 };
1192             typedef T ValueType;
1193             typedef typename Accumulator<T>::Type ResultType;
1194
1195             ResultType operator()( const T *a, const T *b, int size ) const
1196             {
1197                 return (ResultType)std::sqrt((double)normL2Sqr<ValueType, ResultType>(a, b, size));
1198             }
1199         };
1200
1201         /*
1202          * Hamming distance functor - counts the bit differences between two strings - useful for the Brief descriptor
1203          * bit count of A exclusive XOR'ed with B
1204          */
1205         struct CV_EXPORTS Hamming
1206         {
1207             enum { normType = NORM_HAMMING };
1208             typedef unsigned char ValueType;
1209             typedef int ResultType;
1210
1211             /** this will count the bits in a ^ b
1212              */
1213             ResultType operator()( const unsigned char *a, const unsigned char *b, int size ) const
1214             {
1215                 return normHamming(a, b, size);
1216             }
1217         };
1218
1219         ////////////////////////////////// BruteForceMatcher //////////////////////////////////
1220
1221         class CV_EXPORTS BruteForceMatcher_OCL_base
1222         {
1223         public:
1224             enum DistType {L1Dist = 0, L2Dist, HammingDist};
1225             explicit BruteForceMatcher_OCL_base(DistType distType = L2Dist);
1226
1227             // Add descriptors to train descriptor collection
1228             void add(const std::vector<oclMat> &descCollection);
1229
1230             // Get train descriptors collection
1231             const std::vector<oclMat> &getTrainDescriptors() const;
1232
1233             // Clear train descriptors collection
1234             void clear();
1235
1236             // Return true if there are not train descriptors in collection
1237             bool empty() const;
1238
1239             // Return true if the matcher supports mask in match methods
1240             bool isMaskSupported() const;
1241
1242             // Find one best match for each query descriptor
1243             void matchSingle(const oclMat &query, const oclMat &train,
1244                              oclMat &trainIdx, oclMat &distance,
1245                              const oclMat &mask = oclMat());
1246
1247             // Download trainIdx and distance and convert it to CPU vector with DMatch
1248             static void matchDownload(const oclMat &trainIdx, const oclMat &distance, std::vector<DMatch> &matches);
1249             // Convert trainIdx and distance to vector with DMatch
1250             static void matchConvert(const Mat &trainIdx, const Mat &distance, std::vector<DMatch> &matches);
1251
1252             // Find one best match for each query descriptor
1253             void match(const oclMat &query, const oclMat &train, std::vector<DMatch> &matches, const oclMat &mask = oclMat());
1254
1255             // Make gpu collection of trains and masks in suitable format for matchCollection function
1256             void makeGpuCollection(oclMat &trainCollection, oclMat &maskCollection, const std::vector<oclMat> &masks = std::vector<oclMat>());
1257
1258             // Find one best match from train collection for each query descriptor
1259             void matchCollection(const oclMat &query, const oclMat &trainCollection,
1260                                  oclMat &trainIdx, oclMat &imgIdx, oclMat &distance,
1261                                  const oclMat &masks = oclMat());
1262
1263             // Download trainIdx, imgIdx and distance and convert it to vector with DMatch
1264             static void matchDownload(const oclMat &trainIdx, const oclMat &imgIdx, const oclMat &distance, std::vector<DMatch> &matches);
1265             // Convert trainIdx, imgIdx and distance to vector with DMatch
1266             static void matchConvert(const Mat &trainIdx, const Mat &imgIdx, const Mat &distance, std::vector<DMatch> &matches);
1267
1268             // Find one best match from train collection for each query descriptor.
1269             void match(const oclMat &query, std::vector<DMatch> &matches, const std::vector<oclMat> &masks = std::vector<oclMat>());
1270
1271             // Find k best matches for each query descriptor (in increasing order of distances)
1272             void knnMatchSingle(const oclMat &query, const oclMat &train,
1273                                 oclMat &trainIdx, oclMat &distance, oclMat &allDist, int k,
1274                                 const oclMat &mask = oclMat());
1275
1276             // Download trainIdx and distance and convert it to vector with DMatch
1277             // compactResult is used when mask is not empty. If compactResult is false matches
1278             // vector will have the same size as queryDescriptors rows. If compactResult is true
1279             // matches vector will not contain matches for fully masked out query descriptors.
1280             static void knnMatchDownload(const oclMat &trainIdx, const oclMat &distance,
1281                                          std::vector< std::vector<DMatch> > &matches, bool compactResult = false);
1282             // Convert trainIdx and distance to vector with DMatch
1283             static void knnMatchConvert(const Mat &trainIdx, const Mat &distance,
1284                                         std::vector< std::vector<DMatch> > &matches, bool compactResult = false);
1285
1286             // Find k best matches for each query descriptor (in increasing order of distances).
1287             // compactResult is used when mask is not empty. If compactResult is false matches
1288             // vector will have the same size as queryDescriptors rows. If compactResult is true
1289             // matches vector will not contain matches for fully masked out query descriptors.
1290             void knnMatch(const oclMat &query, const oclMat &train,
1291                           std::vector< std::vector<DMatch> > &matches, int k, const oclMat &mask = oclMat(),
1292                           bool compactResult = false);
1293
1294             // Find k best matches from train collection for each query descriptor (in increasing order of distances)
1295             void knnMatch2Collection(const oclMat &query, const oclMat &trainCollection,
1296                                      oclMat &trainIdx, oclMat &imgIdx, oclMat &distance,
1297                                      const oclMat &maskCollection = oclMat());
1298
1299             // Download trainIdx and distance and convert it to vector with DMatch
1300             // compactResult is used when mask is not empty. If compactResult is false matches
1301             // vector will have the same size as queryDescriptors rows. If compactResult is true
1302             // matches vector will not contain matches for fully masked out query descriptors.
1303             static void knnMatch2Download(const oclMat &trainIdx, const oclMat &imgIdx, const oclMat &distance,
1304                                           std::vector< std::vector<DMatch> > &matches, bool compactResult = false);
1305             // Convert trainIdx and distance to vector with DMatch
1306             static void knnMatch2Convert(const Mat &trainIdx, const Mat &imgIdx, const Mat &distance,
1307                                          std::vector< std::vector<DMatch> > &matches, bool compactResult = false);
1308
1309             // Find k best matches  for each query descriptor (in increasing order of distances).
1310             // compactResult is used when mask is not empty. If compactResult is false matches
1311             // vector will have the same size as queryDescriptors rows. If compactResult is true
1312             // matches vector will not contain matches for fully masked out query descriptors.
1313             void knnMatch(const oclMat &query, std::vector< std::vector<DMatch> > &matches, int k,
1314                           const std::vector<oclMat> &masks = std::vector<oclMat>(), bool compactResult = false);
1315
1316             // Find best matches for each query descriptor which have distance less than maxDistance.
1317             // nMatches.at<int>(0, queryIdx) will contain matches count for queryIdx.
1318             // carefully nMatches can be greater than trainIdx.cols - it means that matcher didn't find all matches,
1319             // because it didn't have enough memory.
1320             // If trainIdx is empty, then trainIdx and distance will be created with size nQuery x max((nTrain / 100), 10),
1321             // otherwize user can pass own allocated trainIdx and distance with size nQuery x nMaxMatches
1322             // Matches doesn't sorted.
1323             void radiusMatchSingle(const oclMat &query, const oclMat &train,
1324                                    oclMat &trainIdx, oclMat &distance, oclMat &nMatches, float maxDistance,
1325                                    const oclMat &mask = oclMat());
1326
1327             // Download trainIdx, nMatches and distance and convert it to vector with DMatch.
1328             // matches will be sorted in increasing order of distances.
1329             // compactResult is used when mask is not empty. If compactResult is false matches
1330             // vector will have the same size as queryDescriptors rows. If compactResult is true
1331             // matches vector will not contain matches for fully masked out query descriptors.
1332             static void radiusMatchDownload(const oclMat &trainIdx, const oclMat &distance, const oclMat &nMatches,
1333                                             std::vector< std::vector<DMatch> > &matches, bool compactResult = false);
1334             // Convert trainIdx, nMatches and distance to vector with DMatch.
1335             static void radiusMatchConvert(const Mat &trainIdx, const Mat &distance, const Mat &nMatches,
1336                                            std::vector< std::vector<DMatch> > &matches, bool compactResult = false);
1337
1338             // Find best matches for each query descriptor which have distance less than maxDistance
1339             // in increasing order of distances).
1340             void radiusMatch(const oclMat &query, const oclMat &train,
1341                              std::vector< std::vector<DMatch> > &matches, float maxDistance,
1342                              const oclMat &mask = oclMat(), bool compactResult = false);
1343
1344             // Find best matches for each query descriptor which have distance less than maxDistance.
1345             // If trainIdx is empty, then trainIdx and distance will be created with size nQuery x max((nQuery / 100), 10),
1346             // otherwize user can pass own allocated trainIdx and distance with size nQuery x nMaxMatches
1347             // Matches doesn't sorted.
1348             void radiusMatchCollection(const oclMat &query, oclMat &trainIdx, oclMat &imgIdx, oclMat &distance, oclMat &nMatches, float maxDistance,
1349                                        const std::vector<oclMat> &masks = std::vector<oclMat>());
1350
1351             // Download trainIdx, imgIdx, nMatches and distance and convert it to vector with DMatch.
1352             // matches will be sorted in increasing order of distances.
1353             // compactResult is used when mask is not empty. If compactResult is false matches
1354             // vector will have the same size as queryDescriptors rows. If compactResult is true
1355             // matches vector will not contain matches for fully masked out query descriptors.
1356             static void radiusMatchDownload(const oclMat &trainIdx, const oclMat &imgIdx, const oclMat &distance, const oclMat &nMatches,
1357                                             std::vector< std::vector<DMatch> > &matches, bool compactResult = false);
1358             // Convert trainIdx, nMatches and distance to vector with DMatch.
1359             static void radiusMatchConvert(const Mat &trainIdx, const Mat &imgIdx, const Mat &distance, const Mat &nMatches,
1360                                            std::vector< std::vector<DMatch> > &matches, bool compactResult = false);
1361
1362             // Find best matches from train collection for each query descriptor which have distance less than
1363             // maxDistance (in increasing order of distances).
1364             void radiusMatch(const oclMat &query, std::vector< std::vector<DMatch> > &matches, float maxDistance,
1365                              const std::vector<oclMat> &masks = std::vector<oclMat>(), bool compactResult = false);
1366
1367             DistType distType;
1368
1369         private:
1370             std::vector<oclMat> trainDescCollection;
1371         };
1372
1373         template <class Distance>
1374         class CV_EXPORTS BruteForceMatcher_OCL;
1375
1376         template <typename T>
1377         class CV_EXPORTS BruteForceMatcher_OCL< L1<T> > : public BruteForceMatcher_OCL_base
1378         {
1379         public:
1380             explicit BruteForceMatcher_OCL() : BruteForceMatcher_OCL_base(L1Dist) {}
1381             explicit BruteForceMatcher_OCL(L1<T> /*d*/) : BruteForceMatcher_OCL_base(L1Dist) {}
1382         };
1383         template <typename T>
1384         class CV_EXPORTS BruteForceMatcher_OCL< L2<T> > : public BruteForceMatcher_OCL_base
1385         {
1386         public:
1387             explicit BruteForceMatcher_OCL() : BruteForceMatcher_OCL_base(L2Dist) {}
1388             explicit BruteForceMatcher_OCL(L2<T> /*d*/) : BruteForceMatcher_OCL_base(L2Dist) {}
1389         };
1390         template <> class CV_EXPORTS BruteForceMatcher_OCL< Hamming > : public BruteForceMatcher_OCL_base
1391         {
1392         public:
1393             explicit BruteForceMatcher_OCL() : BruteForceMatcher_OCL_base(HammingDist) {}
1394             explicit BruteForceMatcher_OCL(Hamming /*d*/) : BruteForceMatcher_OCL_base(HammingDist) {}
1395         };
1396
1397         class CV_EXPORTS BFMatcher_OCL : public BruteForceMatcher_OCL_base
1398         {
1399         public:
1400             explicit BFMatcher_OCL(int norm = NORM_L2) : BruteForceMatcher_OCL_base(norm == NORM_L1 ? L1Dist : norm == NORM_L2 ? L2Dist : HammingDist) {}
1401         };
1402
1403         class CV_EXPORTS GoodFeaturesToTrackDetector_OCL
1404         {
1405         public:
1406             explicit GoodFeaturesToTrackDetector_OCL(int maxCorners = 1000, double qualityLevel = 0.01, double minDistance = 0.0,
1407                 int blockSize = 3, bool useHarrisDetector = false, double harrisK = 0.04);
1408
1409             //! return 1 rows matrix with CV_32FC2 type
1410             void operator ()(const oclMat& image, oclMat& corners, const oclMat& mask = oclMat());
1411             //! download points of type Point2f to a vector. the vector's content will be erased
1412             void downloadPoints(const oclMat &points, std::vector<Point2f> &points_v);
1413
1414             int maxCorners;
1415             double qualityLevel;
1416             double minDistance;
1417
1418             int blockSize;
1419             bool useHarrisDetector;
1420             double harrisK;
1421             void releaseMemory()
1422             {
1423                 Dx_.release();
1424                 Dy_.release();
1425                 eig_.release();
1426                 minMaxbuf_.release();
1427                 tmpCorners_.release();
1428             }
1429         private:
1430             oclMat Dx_;
1431             oclMat Dy_;
1432             oclMat eig_;
1433             oclMat minMaxbuf_;
1434             oclMat tmpCorners_;
1435         };
1436
1437         inline GoodFeaturesToTrackDetector_OCL::GoodFeaturesToTrackDetector_OCL(int maxCorners_, double qualityLevel_, double minDistance_,
1438             int blockSize_, bool useHarrisDetector_, double harrisK_)
1439         {
1440             maxCorners = maxCorners_;
1441             qualityLevel = qualityLevel_;
1442             minDistance = minDistance_;
1443             blockSize = blockSize_;
1444             useHarrisDetector = useHarrisDetector_;
1445             harrisK = harrisK_;
1446         }
1447
1448         /////////////////////////////// PyrLKOpticalFlow /////////////////////////////////////
1449
1450         class CV_EXPORTS PyrLKOpticalFlow
1451         {
1452         public:
1453             PyrLKOpticalFlow()
1454             {
1455                 winSize = Size(21, 21);
1456                 maxLevel = 3;
1457                 iters = 30;
1458                 derivLambda = 0.5;
1459                 useInitialFlow = false;
1460                 minEigThreshold = 1e-4f;
1461                 getMinEigenVals = false;
1462                 isDeviceArch11_ = false;
1463             }
1464
1465             void sparse(const oclMat &prevImg, const oclMat &nextImg, const oclMat &prevPts, oclMat &nextPts,
1466                         oclMat &status, oclMat *err = 0);
1467
1468             void dense(const oclMat &prevImg, const oclMat &nextImg, oclMat &u, oclMat &v, oclMat *err = 0);
1469
1470             Size winSize;
1471             int maxLevel;
1472             int iters;
1473             double derivLambda;
1474             bool useInitialFlow;
1475             float minEigThreshold;
1476             bool getMinEigenVals;
1477
1478             void releaseMemory()
1479             {
1480                 dx_calcBuf_.release();
1481                 dy_calcBuf_.release();
1482
1483                 prevPyr_.clear();
1484                 nextPyr_.clear();
1485
1486                 dx_buf_.release();
1487                 dy_buf_.release();
1488             }
1489
1490         private:
1491             void calcSharrDeriv(const oclMat &src, oclMat &dx, oclMat &dy);
1492
1493             void buildImagePyramid(const oclMat &img0, std::vector<oclMat> &pyr, bool withBorder);
1494
1495             oclMat dx_calcBuf_;
1496             oclMat dy_calcBuf_;
1497
1498             std::vector<oclMat> prevPyr_;
1499             std::vector<oclMat> nextPyr_;
1500
1501             oclMat dx_buf_;
1502             oclMat dy_buf_;
1503
1504             oclMat uPyr_[2];
1505             oclMat vPyr_[2];
1506
1507             bool isDeviceArch11_;
1508         };
1509
1510         class CV_EXPORTS FarnebackOpticalFlow
1511         {
1512         public:
1513             FarnebackOpticalFlow();
1514
1515             int numLevels;
1516             double pyrScale;
1517             bool fastPyramids;
1518             int winSize;
1519             int numIters;
1520             int polyN;
1521             double polySigma;
1522             int flags;
1523
1524             void operator ()(const oclMat &frame0, const oclMat &frame1, oclMat &flowx, oclMat &flowy);
1525
1526             void releaseMemory();
1527
1528         private:
1529             void prepareGaussian(
1530                 int n, double sigma, float *g, float *xg, float *xxg,
1531                 double &ig11, double &ig03, double &ig33, double &ig55);
1532
1533             void setPolynomialExpansionConsts(int n, double sigma);
1534
1535             void updateFlow_boxFilter(
1536                 const oclMat& R0, const oclMat& R1, oclMat& flowx, oclMat &flowy,
1537                 oclMat& M, oclMat &bufM, int blockSize, bool updateMatrices);
1538
1539             void updateFlow_gaussianBlur(
1540                 const oclMat& R0, const oclMat& R1, oclMat& flowx, oclMat& flowy,
1541                 oclMat& M, oclMat &bufM, int blockSize, bool updateMatrices);
1542
1543             oclMat frames_[2];
1544             oclMat pyrLevel_[2], M_, bufM_, R_[2], blurredFrame_[2];
1545             std::vector<oclMat> pyramid0_, pyramid1_;
1546         };
1547
1548         //////////////// build warping maps ////////////////////
1549         //! builds plane warping maps
1550         CV_EXPORTS void buildWarpPlaneMaps(Size src_size, Rect dst_roi, const Mat &K, const Mat &R, const Mat &T, float scale, oclMat &map_x, oclMat &map_y);
1551         //! builds cylindrical warping maps
1552         CV_EXPORTS void buildWarpCylindricalMaps(Size src_size, Rect dst_roi, const Mat &K, const Mat &R, float scale, oclMat &map_x, oclMat &map_y);
1553         //! builds spherical warping maps
1554         CV_EXPORTS void buildWarpSphericalMaps(Size src_size, Rect dst_roi, const Mat &K, const Mat &R, float scale, oclMat &map_x, oclMat &map_y);
1555         //! builds Affine warping maps
1556         CV_EXPORTS void buildWarpAffineMaps(const Mat &M, bool inverse, Size dsize, oclMat &xmap, oclMat &ymap);
1557
1558         //! builds Perspective warping maps
1559         CV_EXPORTS void buildWarpPerspectiveMaps(const Mat &M, bool inverse, Size dsize, oclMat &xmap, oclMat &ymap);
1560
1561         ///////////////////////////////////// interpolate frames //////////////////////////////////////////////
1562         //! Interpolate frames (images) using provided optical flow (displacement field).
1563         //! frame0   - frame 0 (32-bit floating point images, single channel)
1564         //! frame1   - frame 1 (the same type and size)
1565         //! fu       - forward horizontal displacement
1566         //! fv       - forward vertical displacement
1567         //! bu       - backward horizontal displacement
1568         //! bv       - backward vertical displacement
1569         //! pos      - new frame position
1570         //! newFrame - new frame
1571         //! buf      - temporary buffer, will have width x 6*height size, CV_32FC1 type and contain 6 oclMat;
1572         //!            occlusion masks            0, occlusion masks            1,
1573         //!            interpolated forward flow  0, interpolated forward flow  1,
1574         //!            interpolated backward flow 0, interpolated backward flow 1
1575         //!
1576         CV_EXPORTS void interpolateFrames(const oclMat &frame0, const oclMat &frame1,
1577                                           const oclMat &fu, const oclMat &fv,
1578                                           const oclMat &bu, const oclMat &bv,
1579                                           float pos, oclMat &newFrame, oclMat &buf);
1580
1581         //! computes moments of the rasterized shape or a vector of points
1582         CV_EXPORTS Moments ocl_moments(InputArray _array, bool binaryImage);
1583
1584         class CV_EXPORTS StereoBM_OCL
1585         {
1586         public:
1587             enum { BASIC_PRESET = 0, PREFILTER_XSOBEL = 1 };
1588
1589             enum { DEFAULT_NDISP = 64, DEFAULT_WINSZ = 19 };
1590
1591             //! the default constructor
1592             StereoBM_OCL();
1593             //! the full constructor taking the camera-specific preset, number of disparities and the SAD window size. ndisparities must be multiple of 8.
1594             StereoBM_OCL(int preset, int ndisparities = DEFAULT_NDISP, int winSize = DEFAULT_WINSZ);
1595
1596             //! the stereo correspondence operator. Finds the disparity for the specified rectified stereo pair
1597             //! Output disparity has CV_8U type.
1598             void operator() ( const oclMat &left, const oclMat &right, oclMat &disparity);
1599
1600             //! Some heuristics that tries to estmate
1601             // if current GPU will be faster then CPU in this algorithm.
1602             // It queries current active device.
1603             static bool checkIfGpuCallReasonable();
1604
1605             int preset;
1606             int ndisp;
1607             int winSize;
1608
1609             // If avergeTexThreshold  == 0 => post procesing is disabled
1610             // If avergeTexThreshold != 0 then disparity is set 0 in each point (x,y) where for left image
1611             // SumOfHorizontalGradiensInWindow(x, y, winSize) < (winSize * winSize) * avergeTexThreshold
1612             // i.e. input left image is low textured.
1613             float avergeTexThreshold;
1614         private:
1615             oclMat minSSD, leBuf, riBuf;
1616         };
1617
1618         class CV_EXPORTS StereoBeliefPropagation
1619         {
1620         public:
1621             enum { DEFAULT_NDISP  = 64 };
1622             enum { DEFAULT_ITERS  = 5  };
1623             enum { DEFAULT_LEVELS = 5  };
1624             static void estimateRecommendedParams(int width, int height, int &ndisp, int &iters, int &levels);
1625             explicit StereoBeliefPropagation(int ndisp  = DEFAULT_NDISP,
1626                                              int iters  = DEFAULT_ITERS,
1627                                              int levels = DEFAULT_LEVELS,
1628                                              int msg_type = CV_16S);
1629             StereoBeliefPropagation(int ndisp, int iters, int levels,
1630                                     float max_data_term, float data_weight,
1631                                     float max_disc_term, float disc_single_jump,
1632                                     int msg_type = CV_32F);
1633             void operator()(const oclMat &left, const oclMat &right, oclMat &disparity);
1634             void operator()(const oclMat &data, oclMat &disparity);
1635             int ndisp;
1636             int iters;
1637             int levels;
1638             float max_data_term;
1639             float data_weight;
1640             float max_disc_term;
1641             float disc_single_jump;
1642             int msg_type;
1643         private:
1644             oclMat u, d, l, r, u2, d2, l2, r2;
1645             std::vector<oclMat> datas;
1646             oclMat out;
1647         };
1648
1649         class CV_EXPORTS StereoConstantSpaceBP
1650         {
1651         public:
1652             enum { DEFAULT_NDISP    = 128 };
1653             enum { DEFAULT_ITERS    = 8   };
1654             enum { DEFAULT_LEVELS   = 4   };
1655             enum { DEFAULT_NR_PLANE = 4   };
1656             static void estimateRecommendedParams(int width, int height, int &ndisp, int &iters, int &levels, int &nr_plane);
1657             explicit StereoConstantSpaceBP(
1658                 int ndisp    = DEFAULT_NDISP,
1659                 int iters    = DEFAULT_ITERS,
1660                 int levels   = DEFAULT_LEVELS,
1661                 int nr_plane = DEFAULT_NR_PLANE,
1662                 int msg_type = CV_32F);
1663             StereoConstantSpaceBP(int ndisp, int iters, int levels, int nr_plane,
1664                 float max_data_term, float data_weight, float max_disc_term, float disc_single_jump,
1665                 int min_disp_th = 0,
1666                 int msg_type = CV_32F);
1667             void operator()(const oclMat &left, const oclMat &right, oclMat &disparity);
1668             int ndisp;
1669             int iters;
1670             int levels;
1671             int nr_plane;
1672             float max_data_term;
1673             float data_weight;
1674             float max_disc_term;
1675             float disc_single_jump;
1676             int min_disp_th;
1677             int msg_type;
1678             bool use_local_init_data_cost;
1679         private:
1680             oclMat u[2], d[2], l[2], r[2];
1681             oclMat disp_selected_pyr[2];
1682             oclMat data_cost;
1683             oclMat data_cost_selected;
1684             oclMat temp;
1685             oclMat out;
1686         };
1687
1688         // Implementation of the Zach, Pock and Bischof Dual TV-L1 Optical Flow method
1689         //
1690         // see reference:
1691         //   [1] C. Zach, T. Pock and H. Bischof, "A Duality Based Approach for Realtime TV-L1 Optical Flow".
1692         //   [2] Javier Sanchez, Enric Meinhardt-Llopis and Gabriele Facciolo. "TV-L1 Optical Flow Estimation".
1693         class CV_EXPORTS OpticalFlowDual_TVL1_OCL
1694         {
1695         public:
1696             OpticalFlowDual_TVL1_OCL();
1697
1698             void operator ()(const oclMat& I0, const oclMat& I1, oclMat& flowx, oclMat& flowy);
1699
1700             void collectGarbage();
1701
1702             /**
1703             * Time step of the numerical scheme.
1704             */
1705             double tau;
1706
1707             /**
1708             * Weight parameter for the data term, attachment parameter.
1709             * This is the most relevant parameter, which determines the smoothness of the output.
1710             * The smaller this parameter is, the smoother the solutions we obtain.
1711             * It depends on the range of motions of the images, so its value should be adapted to each image sequence.
1712             */
1713             double lambda;
1714
1715             /**
1716             * Weight parameter for (u - v)^2, tightness parameter.
1717             * It serves as a link between the attachment and the regularization terms.
1718             * In theory, it should have a small value in order to maintain both parts in correspondence.
1719             * The method is stable for a large range of values of this parameter.
1720             */
1721             double theta;
1722
1723             /**
1724             * Number of scales used to create the pyramid of images.
1725             */
1726             int nscales;
1727
1728             /**
1729             * Number of warpings per scale.
1730             * Represents the number of times that I1(x+u0) and grad( I1(x+u0) ) are computed per scale.
1731             * This is a parameter that assures the stability of the method.
1732             * It also affects the running time, so it is a compromise between speed and accuracy.
1733             */
1734             int warps;
1735
1736             /**
1737             * Stopping criterion threshold used in the numerical scheme, which is a trade-off between precision and running time.
1738             * A small value will yield more accurate solutions at the expense of a slower convergence.
1739             */
1740             double epsilon;
1741
1742             /**
1743             * Stopping criterion iterations number used in the numerical scheme.
1744             */
1745             int iterations;
1746
1747             bool useInitialFlow;
1748
1749         private:
1750             void procOneScale(const oclMat& I0, const oclMat& I1, oclMat& u1, oclMat& u2);
1751
1752             std::vector<oclMat> I0s;
1753             std::vector<oclMat> I1s;
1754             std::vector<oclMat> u1s;
1755             std::vector<oclMat> u2s;
1756
1757             oclMat I1x_buf;
1758             oclMat I1y_buf;
1759
1760             oclMat I1w_buf;
1761             oclMat I1wx_buf;
1762             oclMat I1wy_buf;
1763
1764             oclMat grad_buf;
1765             oclMat rho_c_buf;
1766
1767             oclMat p11_buf;
1768             oclMat p12_buf;
1769             oclMat p21_buf;
1770             oclMat p22_buf;
1771
1772             oclMat diff_buf;
1773             oclMat norm_buf;
1774         };
1775     }
1776 }
1777 #if defined _MSC_VER && _MSC_VER >= 1200
1778 #  pragma warning( push)
1779 #  pragma warning( disable: 4267)
1780 #endif
1781 #include "opencv2/ocl/matrix_operations.hpp"
1782 #if defined _MSC_VER && _MSC_VER >= 1200
1783 #  pragma warning( pop)
1784 #endif
1785
1786 #endif /* __OPENCV_OCL_HPP__ */