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OpenCV CUDA模块设备层----计算向量的平方根函数sqrt

news 2025/7/1 7:06:22

操作系统：ubuntu22.04
OpenCV版本：OpenCV4.9
IDE:Visual Studio Code
编程语言：C++11

算法描述

OpenCV 的 CUDA 设备函数（device function），用于在 GPU 上计算一个 uchar4 类型向量的平方根，并返回一个 float4 类型的结果。
这个函数通常出现在 OpenCV 的 CUDA 加速图像处理代码中，例如：

图像归一化（Normalization）
色彩空间转换
卷积、滤波等操作中涉及数值稳定性的平方根计算

它被设计为在 CUDA kernel 中高效使用，适用于需要对图像像素批量执行数学运算的高性能场景。

函数原型

__device__ __forceinline__ float4 cv::cudev::sqrt(const uchar4 &a)

参数

const uchar4 &a 输入参数是一个 uchar4 类型的常量引用（即 4 个无符号字符）

代码


#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/cudaimgproc.hpp>
#include <opencv2/cudev.hpp>
#include <iostream>__global__ void sqrtKernel(const uchar4* input, float4* output, int numPixels) {int idx = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x;if (idx < numPixels) {output[idx] = cv::cudev::sqrt(input[idx]);}
}int main() {// 读取图像（RGBA 格式）cv::Mat bgr = cv::imread("/media/dingxin/data/study/OpenCV/sources/images/img0.jpg");if (bgr.empty()) {std::cerr << "Failed to load image!" << std::endl;return -1;}// 转换为 RGBAcv::Mat src;cv::cvtColor(bgr, src, cv::COLOR_BGR2BGRA);int width = src.cols;int height = src.rows;int numPixels = width * height;// 将输入图像上传到 GPUuchar4* d_input;cudaMalloc(&d_input, numPixels * sizeof(uchar4));cudaMemcpy(d_input, src.ptr<uchar4>(), numPixels * sizeof(uchar4), cudaMemcpyHostToDevice);// 分配输出内存float4* d_output;cudaMalloc(&d_output, numPixels * sizeof(float4));// 启动 kernelint blockSize = 256;int numBlocks = (numPixels + blockSize - 1) / blockSize;sqrtKernel<<<numBlocks, blockSize>>>(d_input, d_output, numPixels);// 下载结果回 CPUcv::Mat result(height, width, CV_32FC4);cudaMemcpy(result.ptr<float4>(), d_output, numPixels * sizeof(float4), cudaMemcpyDeviceToHost);// 显示或保存结果（例如将每个通道 clamp 到 [0,1] 并归一化显示）cv::Mat display;cv::normalize(result, display, 0, 1, cv::NORM_MINMAX, CV_32F);cv::imshow("Result", display);cv::waitKey(0);// 清理资源cudaFree(d_input);cudaFree(d_output);return 0;
}