refactored mssegmentation.cpp
authorAlexey Spizhevoy <no@email>
Mon, 18 Oct 2010 12:47:15 +0000 (12:47 +0000)
committerAlexey Spizhevoy <no@email>
Mon, 18 Oct 2010 12:47:15 +0000 (12:47 +0000)
modules/gpu/src/mssegmentation.cpp

index a7a5921..252a5cd 100644 (file)
 //\r
 //M*/\r
 \r
-#include <time.h>\r
-#include <vector>\r
 #include "precomp.hpp"\r
 \r
 #if !defined(HAVE_CUDA)\r
 \r
-namespace cv\r
-{\r
-namespace gpu\r
-{\r
-\r
-void meanShiftSegmentation(const GpuMat&, Mat&, int, int, int, TermCriteria) { throw_nogpu(); }\r
-\r
-} // namespace gpu\r
-} // namespace cv\r
-\r
-#else\r
-\r
-//#define _MSSEGMENTATION_DBG\r
+void cv::gpu::meanShiftSegmentation(const GpuMat&, Mat&, int, int, int, TermCriteria) { throw_nogpu(); }\r
 \r
-#ifdef _MSSEGMENTATION_DBG\r
-#include <iostream>\r
-#define LOG(s) std::cout << (s) << std::endl\r
-#define LOG2(s1, s2) std::cout << (s1) << (s2) << std::endl\r
-#define DBG(code) code\r
 #else\r
-#define LOG(s1)\r
-#define LOG2(s1, s2)\r
-#define DBG(code)\r
-#endif\r
-\r
-#define PIX(y, x) ((y) * ncols + (x))\r
 \r
 using namespace std;\r
 \r
@@ -87,13 +62,12 @@ class DjSets
 {\r
 public:\r
     DjSets(int n);\r
-    ~DjSets();\r
-    int find(int elem) const;\r
+    int find(int elem);\r
     int merge(int set1, int set2);\r
 \r
-    int* parent;\r
-    int* rank;\r
-    int* size;\r
+    vector<int> parent;\r
+    vector<int> rank;\r
+    vector<int> size;\r
 private:\r
     DjSets(const DjSets&) {}\r
     DjSets operator =(const DjSets&) {}\r
@@ -118,12 +92,11 @@ public:
     typedef GraphEdge<T> Edge;\r
 \r
     Graph(int numv, int nume_max);\r
-    ~Graph();\r
 \r
     void addEdge(int from, int to, const T& val=T());\r
 \r
-    int* start;\r
-    Edge* edges;\r
+    vector<int> start;\r
+    vector<Edge> edges;\r
 \r
     int numv;\r
     int nume_max;\r
@@ -152,47 +125,27 @@ struct SegmLink
     SegmLink() {}\r
     SegmLink(int from, int to, const SegmLinkVal& val) \r
         : from(from), to(to), val(val) {}\r
+    bool operator <(const SegmLink& other) const \r
+    {\r
+        return val < other.val;\r
+    }\r
     int from;\r
     int to;\r
     SegmLinkVal val;\r
 };\r
 \r
-\r
-struct SegmLinkCmp\r
-{\r
-    bool operator ()(const SegmLink& lhs, const SegmLink& rhs) const\r
-    {\r
-        return lhs.val < rhs.val;\r
-    }\r
-};\r
-\r
 //\r
 // Implementation\r
 //\r
 \r
-DjSets::DjSets(int n)\r
+DjSets::DjSets(int n) : parent(n), rank(n, 0), size(n, 1)\r
 {\r
-    parent = new int[n];\r
-    rank = new int[n];\r
-    size = new int[n];   \r
     for (int i = 0; i < n; ++i)\r
-    {\r
         parent[i] = i;\r
-        rank[i] = 0;\r
-        size[i] = 1;\r
-    }\r
 }\r
 \r
 \r
-DjSets::~DjSets()\r
-{\r
-    delete[] parent;\r
-    delete[] rank;\r
-    delete[] size;\r
-}\r
-\r
-\r
-inline int DjSets::find(int elem) const\r
+inline int DjSets::find(int elem)\r
 {\r
     int set = elem;\r
     while (set != parent[set])\r
@@ -229,50 +182,50 @@ inline int DjSets::merge(int set1, int set2)
 \r
 \r
 template <typename T>\r
-Graph<T>::Graph(int numv, int nume_max)\r
+Graph<T>::Graph(int numv, int nume_max) : start(numv, -1), edges(nume_max)\r
 {\r
     this->numv = numv;\r
     this->nume_max = nume_max;\r
-    start = new int[numv];\r
-    for (int i = 0; i < numv; ++i)\r
-        start[i] = -1;\r
-    edges = new Edge[nume_max];\r
     nume = 0;\r
 }\r
 \r
 \r
 template <typename T>\r
-Graph<T>::~Graph()\r
+inline void Graph<T>::addEdge(int from, int to, const T& val)\r
 {\r
-    delete[] start;\r
-    delete[] edges;\r
+    edges[nume] = Edge(to, start[from], val);\r
+    start[from] = nume;\r
+    nume++;\r
 }\r
 \r
 \r
-template <typename T>\r
-inline void Graph<T>::addEdge(int from, int to, const T& val)\r
+inline int pix(int y, int x, int ncols) \r
 {\r
-    Edge* edge = edges + nume;\r
-    new (edge) SegmLink(to, start[from], val);\r
-    start[from] = nume;\r
-    nume++;\r
+    return y * ncols + x;\r
 }\r
 \r
 \r
-inline int sqr(int x)\r
+inline int sqr(int x) \r
 {\r
     return x * x;\r
 }\r
 \r
-} // anonymous namespace\r
 \r
-\r
-namespace cv\r
+inline int dist2(const cv::Vec4b& lhs, const cv::Vec4b& rhs) \r
 {\r
-namespace gpu\r
+    return sqr(lhs[0] - rhs[0]) + sqr(lhs[1] - rhs[1]) + sqr(lhs[2] - rhs[2]);\r
+}\r
+\r
+\r
+inline int dist2(const cv::Vec2s& lhs, const cv::Vec2s& rhs) \r
 {\r
+    return sqr(lhs[0] - rhs[0]) + sqr(lhs[1] - rhs[1]);\r
+}\r
+\r
+} // anonymous namespace\r
+\r
 \r
-void meanShiftSegmentation(const GpuMat& src, Mat& dst, int sp, int sr, int minsize, TermCriteria criteria)\r
+void cv::gpu::meanShiftSegmentation(const GpuMat& src, Mat& dst, int sp, int sr, int minsize, TermCriteria criteria)\r
 {\r
     CV_Assert(src.type() == CV_8UC4);\r
     const int nrows = src.rows;\r
@@ -280,37 +233,28 @@ void meanShiftSegmentation(const GpuMat& src, Mat& dst, int sp, int sr, int mins
     const int hr = sr;\r
     const int hsp = sp;\r
 \r
-    DBG(clock_t start = clock());\r
-\r
     // Perform mean shift procedure and obtain region and spatial maps\r
     GpuMat h_rmap, h_spmap;\r
     meanShiftProc(src, h_rmap, h_spmap, sp, sr, criteria);\r
     Mat rmap = h_rmap;\r
     Mat spmap = h_spmap;\r
 \r
-    LOG2("meanshift:", clock() - start);\r
-    DBG(start = clock());\r
-\r
     Graph<SegmLinkVal> g(nrows * ncols, 4 * (nrows - 1) * (ncols - 1)\r
                                         + (nrows - 1) + (ncols - 1));\r
 \r
-    LOG2("ragalloc:", clock() - start);\r
-    DBG(start = clock());\r
-\r
     // Make region adjacent graph from image\r
-    // TODO: SSE?\r
     Vec4b r1;\r
     Vec4b r2[4];\r
-    Point_<short> sp1;\r
-    Point_<short> sp2[4];\r
+    Vec2s sp1;\r
+    Vec2s sp2[4];\r
     int dr[4];\r
     int dsp[4];\r
     for (int y = 0; y < nrows - 1; ++y)\r
     {\r
         Vec4b* ry = rmap.ptr<Vec4b>(y);\r
         Vec4b* ryp = rmap.ptr<Vec4b>(y + 1);\r
-        Point_<short>* spy = spmap.ptr<Point_<short> >(y);\r
-        Point_<short>* spyp = spmap.ptr<Point_<short> >(y + 1);\r
+        Vec2s* spy = spmap.ptr<Vec2s>(y);\r
+        Vec2s* spyp = spmap.ptr<Vec2s>(y + 1);\r
         for (int x = 0; x < ncols - 1; ++x)\r
         {\r
             r1 = ry[x];\r
@@ -326,54 +270,48 @@ void meanShiftSegmentation(const GpuMat& src, Mat& dst, int sp, int sr, int mins
             sp2[2] = spyp[x + 1];\r
             sp2[3] = spyp[x];\r
 \r
-            dr[0] = sqr(r1[0] - r2[0][0]) + sqr(r1[1] - r2[0][1]) + sqr(r1[2] - r2[0][2]);\r
-            dr[1] = sqr(r1[0] - r2[1][0]) + sqr(r1[1] - r2[1][1]) + sqr(r1[2] - r2[1][2]);\r
-            dr[2] = sqr(r1[0] - r2[2][0]) + sqr(r1[1] - r2[2][1]) + sqr(r1[2] - r2[2][2]);\r
-            dsp[0] = sqr(sp1.x - sp2[0].x) + sqr(sp1.y - sp2[0].y);\r
-            dsp[1] = sqr(sp1.x - sp2[1].x) + sqr(sp1.y - sp2[1].y);\r
-            dsp[2] = sqr(sp1.x - sp2[2].x) + sqr(sp1.y - sp2[2].y); \r
+            dr[0] = dist2(r1, r2[0]);\r
+            dr[1] = dist2(r1, r2[1]);\r
+            dr[2] = dist2(r1, r2[2]);\r
+            dsp[0] = dist2(sp1, sp2[0]);\r
+            dsp[1] = dist2(sp1, sp2[1]);\r
+            dsp[2] = dist2(sp1, sp2[2]);\r
 \r
             r1 = ry[x + 1];\r
             sp1 = spy[x + 1];\r
 \r
-            dr[3] = sqr(r1[0] - r2[3][0]) + sqr(r1[1] - r2[3][1]) + sqr(r1[2] - r2[3][2]);\r
-            dsp[3] = sqr(sp1.x - sp2[3].x) + sqr(sp1.y - sp2[3].y); \r
+            dr[3] = dist2(r1, r2[3]);\r
+            dsp[3] = dist2(sp1, sp2[3]);\r
 \r
-            g.addEdge(PIX(y, x), PIX(y, x + 1), SegmLinkVal(dr[0], dsp[0]));\r
-            g.addEdge(PIX(y, x), PIX(y + 1, x), SegmLinkVal(dr[1], dsp[1]));\r
-            g.addEdge(PIX(y, x), PIX(y + 1, x + 1), SegmLinkVal(dr[2], dsp[2]));\r
-            g.addEdge(PIX(y, x + 1), PIX(y, x + 1), SegmLinkVal(dr[3], dsp[3]));\r
+            g.addEdge(pix(y, x, ncols), pix(y, x + 1, ncols), SegmLinkVal(dr[0], dsp[0]));\r
+            g.addEdge(pix(y, x, ncols), pix(y + 1, x, ncols), SegmLinkVal(dr[1], dsp[1]));\r
+            g.addEdge(pix(y, x, ncols), pix(y + 1, x + 1, ncols), SegmLinkVal(dr[2], dsp[2]));\r
+            g.addEdge(pix(y, x + 1, ncols), pix(y, x + 1, ncols), SegmLinkVal(dr[3], dsp[3]));\r
         }\r
     }\r
     for (int y = 0; y < nrows - 1; ++y)\r
     {\r
         r1 = rmap.at<Vec4b>(y, ncols - 1);\r
         r2[0] = rmap.at<Vec4b>(y + 1, ncols - 1);\r
-        sp1 = spmap.at<Point_<short> >(y, ncols - 1);\r
-        sp2[0] = spmap.at<Point_<short> >(y + 1, ncols - 1);\r
-        dr[0] = sqr(r1[0] - r2[0][0]) + sqr(r1[1] - r2[0][1]) + sqr(r1[2] - r2[0][2]);\r
-        dsp[0] = sqr(sp1.x - sp2[0].x) + sqr(sp1.y - sp2[0].y);   \r
-        g.addEdge(PIX(y, ncols - 1), PIX(y + 1, ncols - 1), SegmLinkVal(dr[0], dsp[0]));\r
+        sp1 = spmap.at<Vec2s>(y, ncols - 1);\r
+        sp2[0] = spmap.at<Vec2s>(y + 1, ncols - 1);\r
+        dr[0] = dist2(r1, r2[0]);\r
+        dsp[0] = dist2(sp1, sp2[0]);\r
+        g.addEdge(pix(y, ncols - 1, ncols), pix(y + 1, ncols - 1, ncols), SegmLinkVal(dr[0], dsp[0]));\r
     }\r
     for (int x = 0; x < ncols - 1; ++x)\r
     {\r
         r1 = rmap.at<Vec4b>(nrows - 1, x);\r
         r2[0] = rmap.at<Vec4b>(nrows - 1, x + 1);\r
-        sp1 = spmap.at<Point_<short> >(nrows - 1, x);\r
-        sp2[0] = spmap.at<Point_<short> >(nrows - 1, x + 1);\r
-        dr[0] = sqr(r1[0] - r2[0][0]) + sqr(r1[1] - r2[0][1]) + sqr(r1[2] - r2[0][2]);\r
-        dsp[0] = sqr(sp1.x - sp2[0].x) + sqr(sp1.y - sp2[0].y);   \r
-        g.addEdge(PIX(nrows - 1, x), PIX(nrows - 1, x + 1), SegmLinkVal(dr[0], dsp[0]));\r
+        sp1 = spmap.at<Vec2s>(nrows - 1, x);\r
+        sp2[0] = spmap.at<Vec2s>(nrows - 1, x + 1);\r
+        dr[0] = dist2(r1, r2[0]);\r
+        dsp[0] = dist2(sp1, sp2[0]);\r
+        g.addEdge(pix(nrows - 1, x, ncols), pix(nrows - 1, x + 1, ncols), SegmLinkVal(dr[0], dsp[0]));\r
     }\r
 \r
-    LOG2("raginit:", clock() - start);\r
-    DBG(start = clock());\r
-\r
     DjSets comps(g.numv);\r
 \r
-    LOG2("djsetinit:", clock() - start);\r
-    DBG(start = clock());\r
-\r
     // Find adjacent components\r
     for (int v = 0; v < g.numv; ++v)\r
     {\r
@@ -386,15 +324,9 @@ void meanShiftSegmentation(const GpuMat& src, Mat& dst, int sp, int sr, int mins
         }\r
     }\r
 \r
-    LOG2("findadjacent:", clock() - start);\r
-    DBG(start = clock());\r
-\r
     vector<SegmLink> edges;\r
     edges.reserve(g.numv);\r
 \r
-    LOG2("initedges:", clock() - start);\r
-    DBG(start = clock());\r
-\r
     // Prepare edges connecting differnet components\r
     for (int v = 0; v < g.numv; ++v)\r
     {\r
@@ -407,14 +339,8 @@ void meanShiftSegmentation(const GpuMat& src, Mat& dst, int sp, int sr, int mins
         }\r
     }\r
 \r
-    LOG2("prepareforsort:", clock() - start);\r
-    DBG(start = clock());\r
-\r
     // Sort all graph's edges connecting differnet components (in asceding order)\r
-    sort(edges.begin(), edges.end(), SegmLinkCmp());\r
-\r
-    LOG2("sortedges:", clock() - start);\r
-    DBG(start = clock());\r
+    sort(edges.begin(), edges.end());\r
 \r
     // Exclude small components (starting from the nearest couple)\r
     for (size_t i = 0; i < edges.size(); ++i)\r
@@ -425,9 +351,6 @@ void meanShiftSegmentation(const GpuMat& src, Mat& dst, int sp, int sr, int mins
             comps.merge(c1, c2);\r
     }\r
 \r
-    LOG2("excludesmall:", clock() - start);\r
-    DBG(start = clock());\r
-\r
     // Compute sum of the pixel's colors which are in the same segment\r
     Mat h_src = src;\r
     vector<Vec4i> sumcols(nrows * ncols, Vec4i(0, 0, 0, 0));\r
@@ -436,7 +359,7 @@ void meanShiftSegmentation(const GpuMat& src, Mat& dst, int sp, int sr, int mins
         Vec4b* h_srcy = h_src.ptr<Vec4b>(y);\r
         for (int x = 0; x < ncols; ++x)\r
         {\r
-            int parent = comps.find(PIX(y, x));\r
+            int parent = comps.find(pix(y, x, ncols));\r
             Vec4b col = h_srcy[x];\r
             Vec4i& sumcol = sumcols[parent];\r
             sumcol[0] += col[0];\r
@@ -445,9 +368,6 @@ void meanShiftSegmentation(const GpuMat& src, Mat& dst, int sp, int sr, int mins
         }\r
     }\r
 \r
-    LOG2("computesum:", clock() - start);\r
-    DBG(start = clock());\r
-\r
     // Create final image, color of each segment is the average color of its pixels\r
     dst.create(src.size(), src.type());\r
 \r
@@ -456,7 +376,7 @@ void meanShiftSegmentation(const GpuMat& src, Mat& dst, int sp, int sr, int mins
         Vec4b* dsty = dst.ptr<Vec4b>(y);\r
         for (int x = 0; x < ncols; ++x)\r
         {\r
-            int parent = comps.find(PIX(y, x));\r
+            int parent = comps.find(pix(y, x, ncols));\r
             const Vec4i& sumcol = sumcols[parent];\r
             Vec4b& dstcol = dsty[x];\r
             dstcol[0] = static_cast<uchar>(sumcol[0] / comps.size[parent]);\r
@@ -464,11 +384,6 @@ void meanShiftSegmentation(const GpuMat& src, Mat& dst, int sp, int sr, int mins
             dstcol[2] = static_cast<uchar>(sumcol[2] / comps.size[parent]);\r
         }\r
     }\r
-\r
-    LOG2("createfinal:", clock() - start);\r
 }\r
 \r
-} // namespace gpu\r
-} // namespace cv\r
-\r
 #endif // #if !defined (HAVE_CUDA)
\ No newline at end of file