src/core/CL/cl_kernels/magnitude_phase.cl

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2016, 2017 ARM Limited.
   3  *
   4  * SPDX-License-Identifier: MIT
   5  *
   6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
   7  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to
   8  * deal in the Software without restriction, including without limitation the
   9  * rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or
  10  * sell copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
  11  * furnished to do so, subject to the following conditions:
  12  *
  13  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
  14  * copies or substantial portions of the Software.
  15  *
  16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  17  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  18  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
  19  * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  20  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  21  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  22  * SOFTWARE.
  23  */
  24 #include "helpers.h"
  25
  26 /** Calculates L1 normalization between two inputs.
  27  *
  28  * @param[in] a First input. Supported data types: S16, S32
  29  * @param[in] b Second input. Supported data types: S16, S32
  30  *
  31  * @return L1 normalization magnitude result. Supported data types: S16, S32
  32  */
  33 inline VEC_DATA_TYPE(DATA_TYPE, 16) magnitude_l1(VEC_DATA_TYPE(DATA_TYPE, 16) a, VEC_DATA_TYPE(DATA_TYPE, 16) b)
  34 {
  35     return CONVERT_SAT(add_sat(abs(a), abs(b)), VEC_DATA_TYPE(DATA_TYPE, 16));
  36 }
  37
  38 /** Calculates L2 normalization between two inputs.
  39  *
  40  * @param[in] a First input. Supported data types: S16, S32
  41  * @param[in] b Second input. Supported data types: S16, S32
  42  *
  43  * @return L2 normalization magnitude result. Supported data types: S16, S32
  44  */
  45 inline VEC_DATA_TYPE(DATA_TYPE, 16) magnitude_l2(int16 a, int16 b)
  46 {
  47     return CONVERT_SAT((sqrt(convert_float16((convert_uint16(a * a) + convert_uint16(b * b)))) + 0.5f),
  48                        VEC_DATA_TYPE(DATA_TYPE, 16));
  49 }
  50
  51 /** Calculates unsigned phase between two inputs.
  52  *
  53  * @param[in] a First input. Supported data types: S16, S32
  54  * @param[in] b Second input. Supported data types: S16, S32
  55  *
  56  * @return Unsigned phase mapped in the interval [0, 180]. Supported data types: U8
  57  */
  58 inline uchar16 phase_unsigned(VEC_DATA_TYPE(DATA_TYPE, 16) a, VEC_DATA_TYPE(DATA_TYPE, 16) b)
  59 {
  60     float16 angle_deg_f32 = atan2pi(convert_float16(b), convert_float16(a)) * (float16)180.0f;
  61     angle_deg_f32         = select(angle_deg_f32, (float16)180.0f + angle_deg_f32, angle_deg_f32 < (float16)0.0f);
  62     return convert_uchar16(angle_deg_f32);
  63 }
  64
  65 /** Calculates signed phase between two inputs.
  66  *
  67  * @param[in] a First input. Supported data types: S16, S32
  68  * @param[in] b Second input. Supported data types: S16, S32
  69  *
  70  * @return Signed phase mapped in the interval [0, 256). Supported data types: U8
  71  */
  72 inline uchar16 phase_signed(VEC_DATA_TYPE(DATA_TYPE, 16) a, VEC_DATA_TYPE(DATA_TYPE, 16) b)
  73 {
  74     float16 arct = atan2pi(convert_float16(b), convert_float16(a));
  75     arct         = select(arct, arct + 2, arct < 0.0f);
  76
  77     return convert_uchar16(convert_int16(mad(arct, 128, 0.5f)) & (int16)0xFFu);
  78 }
  79
  80 #if(1 == MAGNITUDE)
  81 #define MAGNITUDE_OP(x, y) magnitude_l1((x), (y))
  82 #elif(2 == MAGNITUDE)
  83 #define MAGNITUDE_OP(x, y) magnitude_l2(convert_int16(x), convert_int16(y))
  84 #else /* MAGNITUDE */
  85 #define MAGNITUDE_OP(x, y)
  86 #endif /* MAGNITUDE */
  87
  88 #if(1 == PHASE)
  89 #define PHASE_OP(x, y) phase_unsigned((x), (y))
  90 #elif(2 == PHASE)
  91 #define PHASE_OP(x, y) phase_signed((x), (y))
  92 #else /* PHASE */
  93 #define PHASE_OP(x, y)
  94 #endif /* PHASE */
  95
  96 /** Calculate the magnitude and phase of given the gradients of an image.
  97  *
  98  * @note Magnitude calculation supported: L1 normalization(type = 1) and L2 normalization(type = 2).
  99  * @note Phase calculation supported: Unsigned(type = 1) [0,128] and Signed(type = 2) [0,256).
 100  *
 101  * @attention To enable phase calculation -DPHASE="phase_calculation_type_id" must be provided at compile time. eg -DPHASE=1
 102  * @attention To enable magnitude calculation -DMAGNITUDE="magnitude_calculation_type_id" must be provided at compile time. eg -DMAGNITUDE=1
 103  * @attention Datatype of the two inputs is passed at compile time using -DDATA_TYPE. e.g -DDATA_TYPE=short. Supported data_types are: short and int
 104  *
 105  * @param[in]  gx_ptr                                  Pointer to the first source image (gradient X). Supported data types: S16, S32
 106  * @param[in]  gx_stride_x                             Stride of the source image in X dimension (in bytes)
 107  * @param[in]  gx_step_x                               gx_stride_x * number of elements along X processed per workitem(in bytes)
 108  * @param[in]  gx_stride_y                             Stride of the source image in Y dimension (in bytes)
 109  * @param[in]  gx_step_y                               gx_stride_y * number of elements along Y processed per workitem(in bytes)
 110  * @param[in]  gx_offset_first_element_in_bytes        The offset of the first element in the source image
 111  * @param[in]  gy_ptr                                  Pointer to the second source image (gradient Y) . Supported data types: S16, S32
 112  * @param[in]  gy_stride_x                             Stride of the destination image in X dimension (in bytes)
 113  * @param[in]  gy_step_x                               gy_stride_x * number of elements along X processed per workitem(in bytes)
 114  * @param[in]  gy_stride_y                             Stride of the destination image in Y dimension (in bytes)
 115  * @param[in]  gy_step_y                               gy_stride_y * number of elements along Y processed per workitem(in bytes)
 116  * @param[in]  gy_offset_first_element_in_bytes        The offset of the first element in the destination image
 117  * @param[out] magnitude_ptr                           Pointer to the magnitude destination image. Supported data types: S16, S32
 118  * @param[in]  magnitude_stride_x                      Stride of the source image in X dimension (in bytes)
 119  * @param[in]  magnitude_step_x                        magnitude_stride_x * number of elements along X processed per workitem(in bytes)
 120  * @param[in]  magnitude_stride_y                      Stride of the source image in Y dimension (in bytes)
 121  * @param[in]  magnitude_step_y                        magnitude_stride_y * number of elements along Y processed per workitem(in bytes)
 122  * @param[in]  magnitude_offset_first_element_in_bytes The offset of the first element in the source image
 123  * @param[out] phase_ptr                               Pointer to the phase destination image. Supported data types: U8
 124  * @param[in]  phase_stride_x                          Stride of the destination image in X dimension (in bytes)
 125  * @param[in]  phase_step_x                            phase_stride_x * number of elements along X processed per workitem(in bytes)
 126  * @param[in]  phase_stride_y                          Stride of the destination image in Y dimension (in bytes)
 127  * @param[in]  phase_step_y                            phase_stride_y * number of elements along Y processed per workitem(in bytes)
 128  * @param[in]  phase_offset_first_element_in_bytes     The offset of the first element in the destination image
 129  * */
 130 __kernel void magnitude_phase(
 131     IMAGE_DECLARATION(gx),
 132     IMAGE_DECLARATION(gy)
 133 #ifdef MAGNITUDE
 134     ,
 135     IMAGE_DECLARATION(magnitude)
 136 #endif /* MAGNITUDE */
 137 #ifdef PHASE
 138     ,
 139     IMAGE_DECLARATION(phase)
 140 #endif /* PHASE */
 141 )
 142 {
 143     // Get pixels pointer
 144     Image gx = CONVERT_TO_IMAGE_STRUCT(gx);
 145     Image gy = CONVERT_TO_IMAGE_STRUCT(gy);
 146
 147     // Load values
 148     VEC_DATA_TYPE(DATA_TYPE, 16)
 149     in_a = vload16(0, (__global DATA_TYPE *)gx.ptr);
 150     VEC_DATA_TYPE(DATA_TYPE, 16)
 151     in_b = vload16(0, (__global DATA_TYPE *)gy.ptr);
 152
 153     // Calculate and store the results
 154 #ifdef MAGNITUDE
 155     Image magnitude = CONVERT_TO_IMAGE_STRUCT(magnitude);
 156     vstore16(MAGNITUDE_OP(in_a, in_b), 0, (__global DATA_TYPE *)magnitude.ptr);
 157 #endif /* MAGNITUDE */
 158 #ifdef PHASE
 159     Image phase = CONVERT_TO_IMAGE_STRUCT(phase);
 160     vstore16(PHASE_OP(in_a, in_b), 0, phase.ptr);
 161 #endif /* PHASE */
 162 }