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https://github.com/opencv/opencv.git
synced 2026-07-29 15:23:05 +04:00
HAL math interfaces: fastAtan2, magnitude, sqrt, invSqrt, log, exp
This commit is contained in:
@@ -42,116 +42,188 @@
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#include "precomp.hpp"
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using namespace std;
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#undef HAVE_IPP
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namespace cv { namespace hal {
|
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namespace {
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///////////////////////////////////// ATAN2 ////////////////////////////////////
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||||
static const float atan2_p1 = 0.9997878412794807f*(float)(180/CV_PI);
|
||||
static const float atan2_p3 = -0.3258083974640975f*(float)(180/CV_PI);
|
||||
static const float atan2_p5 = 0.1555786518463281f*(float)(180/CV_PI);
|
||||
static const float atan2_p7 = -0.04432655554792128f*(float)(180/CV_PI);
|
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|
||||
void fastAtan2(const float *Y, const float *X, float *angle, int len, bool angleInDegrees )
|
||||
{
|
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int i = 0;
|
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float scale = angleInDegrees ? 1 : (float)(CV_PI/180);
|
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using namespace cv;
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#ifdef HAVE_TEGRA_OPTIMIZATION
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if (tegra::useTegra() && tegra::FastAtan2_32f(Y, X, angle, len, scale))
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return;
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#if CV_SIMD128
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template <typename T>
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struct v_atan
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{
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typedef V_RegTrait128<T> Trait;
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typedef typename Trait::reg VT; // vector type
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enum { WorkWidth = VT::nlanes * 2 };
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||||
v_atan(const T & scale)
|
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: s(Trait::all(scale))
|
||||
{
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eps = Trait::all(DBL_EPSILON);
|
||||
z = Trait::zero();
|
||||
p7 = Trait::all(atan2_p7);
|
||||
p5 = Trait::all(atan2_p5);
|
||||
p3 = Trait::all(atan2_p3);
|
||||
p1 = Trait::all(atan2_p1);
|
||||
val90 = Trait::all(90.f);
|
||||
val180 = Trait::all(180.f);
|
||||
val360 = Trait::all(360.f);
|
||||
}
|
||||
|
||||
inline int operator()(int len, const T * Y, const T * X, T * angle)
|
||||
{
|
||||
int i = 0;
|
||||
const int c = VT::nlanes;
|
||||
for ( ; i <= len - c * 2; i += c * 2)
|
||||
{
|
||||
VT x1 = v_load(X + i);
|
||||
VT x2 = v_load(X + i + c);
|
||||
VT y1 = v_load(Y + i);
|
||||
VT y2 = v_load(Y + i + c);
|
||||
v_store(&angle[i], s * one(x1, y1));
|
||||
v_store(&angle[i + c], s * one(x2, y2));
|
||||
}
|
||||
return i;
|
||||
}
|
||||
|
||||
private:
|
||||
inline VT one(VT & x, VT & y)
|
||||
{
|
||||
VT ax = v_abs(x);
|
||||
VT ay = v_abs(y);
|
||||
VT c = v_min(ax, ay) / (v_max(ax, ay) + eps);
|
||||
VT cc = c * c;
|
||||
VT a = (((p7 * cc + p5) * cc + p3) * cc + p1) * c;
|
||||
a = v_select(ax >= ay, a, val90 - a);
|
||||
a = v_select(x < z, val180 - a, a);
|
||||
a = v_select(y < z, val360 - a, a);
|
||||
return a;
|
||||
}
|
||||
|
||||
private:
|
||||
VT eps;
|
||||
VT z;
|
||||
VT p7;
|
||||
VT p5;
|
||||
VT p3;
|
||||
VT p1;
|
||||
VT val90;
|
||||
VT val180;
|
||||
VT val360;
|
||||
VT s;
|
||||
};
|
||||
|
||||
#if !CV_SIMD128_64F
|
||||
|
||||
// emulation
|
||||
template <>
|
||||
struct v_atan<double>
|
||||
{
|
||||
v_atan(double scale) : impl(static_cast<float>(scale)) {}
|
||||
inline int operator()(int len, const double * Y, const double * X, double * angle)
|
||||
{
|
||||
int i = 0;
|
||||
const int c = v_atan<float>::WorkWidth;
|
||||
float bufY[c];
|
||||
float bufX[c];
|
||||
float bufA[c];
|
||||
for ( ; i <= len - c ; i += c)
|
||||
{
|
||||
for (int j = 0; j < c; ++j)
|
||||
{
|
||||
bufY[j] = static_cast<float>(Y[i + j]);
|
||||
bufX[j] = static_cast<float>(X[i + j]);
|
||||
}
|
||||
impl(c, bufY, bufX, bufA);
|
||||
for (int j = 0; j < c; ++j)
|
||||
{
|
||||
angle[i + j] = bufA[j];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return i;
|
||||
}
|
||||
private:
|
||||
v_atan<float> impl;
|
||||
};
|
||||
#endif
|
||||
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||||
#if CV_SSE2
|
||||
Cv32suf iabsmask; iabsmask.i = 0x7fffffff;
|
||||
__m128 eps = _mm_set1_ps((float)DBL_EPSILON), absmask = _mm_set1_ps(iabsmask.f);
|
||||
__m128 _90 = _mm_set1_ps(90.f), _180 = _mm_set1_ps(180.f), _360 = _mm_set1_ps(360.f);
|
||||
__m128 z = _mm_setzero_ps(), scale4 = _mm_set1_ps(scale);
|
||||
__m128 p1 = _mm_set1_ps(atan2_p1), p3 = _mm_set1_ps(atan2_p3);
|
||||
__m128 p5 = _mm_set1_ps(atan2_p5), p7 = _mm_set1_ps(atan2_p7);
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
for( ; i <= len - 4; i += 4 )
|
||||
template <typename T>
|
||||
static inline T atanImpl(T y, T x)
|
||||
{
|
||||
T ax = std::abs(x), ay = std::abs(y);
|
||||
T a, c, c2;
|
||||
if( ax >= ay )
|
||||
{
|
||||
__m128 x = _mm_loadu_ps(X + i), y = _mm_loadu_ps(Y + i);
|
||||
__m128 ax = _mm_and_ps(x, absmask), ay = _mm_and_ps(y, absmask);
|
||||
__m128 mask = _mm_cmplt_ps(ax, ay);
|
||||
__m128 tmin = _mm_min_ps(ax, ay), tmax = _mm_max_ps(ax, ay);
|
||||
__m128 c = _mm_div_ps(tmin, _mm_add_ps(tmax, eps));
|
||||
__m128 c2 = _mm_mul_ps(c, c);
|
||||
__m128 a = _mm_mul_ps(c2, p7);
|
||||
a = _mm_mul_ps(_mm_add_ps(a, p5), c2);
|
||||
a = _mm_mul_ps(_mm_add_ps(a, p3), c2);
|
||||
a = _mm_mul_ps(_mm_add_ps(a, p1), c);
|
||||
|
||||
__m128 b = _mm_sub_ps(_90, a);
|
||||
a = _mm_xor_ps(a, _mm_and_ps(_mm_xor_ps(a, b), mask));
|
||||
|
||||
b = _mm_sub_ps(_180, a);
|
||||
mask = _mm_cmplt_ps(x, z);
|
||||
a = _mm_xor_ps(a, _mm_and_ps(_mm_xor_ps(a, b), mask));
|
||||
|
||||
b = _mm_sub_ps(_360, a);
|
||||
mask = _mm_cmplt_ps(y, z);
|
||||
a = _mm_xor_ps(a, _mm_and_ps(_mm_xor_ps(a, b), mask));
|
||||
|
||||
a = _mm_mul_ps(a, scale4);
|
||||
_mm_storeu_ps(angle + i, a);
|
||||
c = ay/(ax + static_cast<T>(DBL_EPSILON));
|
||||
c2 = c*c;
|
||||
a = (((atan2_p7*c2 + atan2_p5)*c2 + atan2_p3)*c2 + atan2_p1)*c;
|
||||
}
|
||||
#elif CV_NEON
|
||||
float32x4_t eps = vdupq_n_f32((float)DBL_EPSILON);
|
||||
float32x4_t _90 = vdupq_n_f32(90.f), _180 = vdupq_n_f32(180.f), _360 = vdupq_n_f32(360.f);
|
||||
float32x4_t z = vdupq_n_f32(0.0f), scale4 = vdupq_n_f32(scale);
|
||||
float32x4_t p1 = vdupq_n_f32(atan2_p1), p3 = vdupq_n_f32(atan2_p3);
|
||||
float32x4_t p5 = vdupq_n_f32(atan2_p5), p7 = vdupq_n_f32(atan2_p7);
|
||||
|
||||
for( ; i <= len - 4; i += 4 )
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
float32x4_t x = vld1q_f32(X + i), y = vld1q_f32(Y + i);
|
||||
float32x4_t ax = vabsq_f32(x), ay = vabsq_f32(y);
|
||||
float32x4_t tmin = vminq_f32(ax, ay), tmax = vmaxq_f32(ax, ay);
|
||||
float32x4_t c = vmulq_f32(tmin, cv_vrecpq_f32(vaddq_f32(tmax, eps)));
|
||||
float32x4_t c2 = vmulq_f32(c, c);
|
||||
float32x4_t a = vmulq_f32(c2, p7);
|
||||
a = vmulq_f32(vaddq_f32(a, p5), c2);
|
||||
a = vmulq_f32(vaddq_f32(a, p3), c2);
|
||||
a = vmulq_f32(vaddq_f32(a, p1), c);
|
||||
|
||||
a = vbslq_f32(vcgeq_f32(ax, ay), a, vsubq_f32(_90, a));
|
||||
a = vbslq_f32(vcltq_f32(x, z), vsubq_f32(_180, a), a);
|
||||
a = vbslq_f32(vcltq_f32(y, z), vsubq_f32(_360, a), a);
|
||||
|
||||
vst1q_f32(angle + i, vmulq_f32(a, scale4));
|
||||
c = ax/(ay + static_cast<T>(DBL_EPSILON));
|
||||
c2 = c*c;
|
||||
a = 90.f - (((atan2_p7*c2 + atan2_p5)*c2 + atan2_p3)*c2 + atan2_p1)*c;
|
||||
}
|
||||
if( x < 0 )
|
||||
a = 180.f - a;
|
||||
if( y < 0 )
|
||||
a = 360.f - a;
|
||||
return a;
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <typename T>
|
||||
static inline void atanImpl(const T *Y, const T *X, T *angle, int len, bool angleInDegrees)
|
||||
{
|
||||
int i = 0;
|
||||
T scale = angleInDegrees ? 1 : static_cast<T>(CV_PI/180);
|
||||
|
||||
#if CV_SIMD128
|
||||
i = v_atan<T>(scale)(len, Y, X, angle);
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
for( ; i < len; i++ )
|
||||
{
|
||||
float x = X[i], y = Y[i];
|
||||
float ax = std::abs(x), ay = std::abs(y);
|
||||
float a, c, c2;
|
||||
if( ax >= ay )
|
||||
{
|
||||
c = ay/(ax + (float)DBL_EPSILON);
|
||||
c2 = c*c;
|
||||
a = (((atan2_p7*c2 + atan2_p5)*c2 + atan2_p3)*c2 + atan2_p1)*c;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
c = ax/(ay + (float)DBL_EPSILON);
|
||||
c2 = c*c;
|
||||
a = 90.f - (((atan2_p7*c2 + atan2_p5)*c2 + atan2_p3)*c2 + atan2_p1)*c;
|
||||
}
|
||||
if( x < 0 )
|
||||
a = 180.f - a;
|
||||
if( y < 0 )
|
||||
a = 360.f - a;
|
||||
angle[i] = (float)(a*scale);
|
||||
angle[i] = atanImpl<T>(Y[i], X[i]) * scale;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
} // anonymous::
|
||||
|
||||
namespace cv { namespace hal {
|
||||
|
||||
///////////////////////////////////// ATAN2 ////////////////////////////////////
|
||||
|
||||
void fastAtan32f(const float *Y, const float *X, float *angle, int len, bool angleInDegrees )
|
||||
{
|
||||
CALL_HAL(fastAtan32f, cv_hal_fastAtan32f, Y, X, angle, len, angleInDegrees);
|
||||
atanImpl<float>(Y, X, angle, len, angleInDegrees);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void fastAtan64f(const double *Y, const double *X, double *angle, int len, bool angleInDegrees)
|
||||
{
|
||||
CALL_HAL(fastAtan64f, cv_hal_fastAtan64f, Y, X, angle, len, angleInDegrees);
|
||||
atanImpl<double>(Y, X, angle, len, angleInDegrees);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// deprecated
|
||||
void fastAtan2(const float *Y, const float *X, float *angle, int len, bool angleInDegrees )
|
||||
{
|
||||
fastAtan32f(Y, X, angle, len, angleInDegrees);
|
||||
}
|
||||
|
||||
void magnitude32f(const float* x, const float* y, float* mag, int len)
|
||||
{
|
||||
CALL_HAL(magnitude32f, cv_hal_magnitude32f, x, y, mag, len);
|
||||
#if defined HAVE_IPP
|
||||
CV_IPP_CHECK()
|
||||
{
|
||||
@@ -188,6 +260,7 @@ void magnitude32f(const float* x, const float* y, float* mag, int len)
|
||||
|
||||
void magnitude64f(const double* x, const double* y, double* mag, int len)
|
||||
{
|
||||
CALL_HAL(magnitude64f, cv_hal_magnitude64f, x, y, mag, len);
|
||||
#if defined(HAVE_IPP)
|
||||
CV_IPP_CHECK()
|
||||
{
|
||||
@@ -225,6 +298,7 @@ void magnitude64f(const double* x, const double* y, double* mag, int len)
|
||||
|
||||
void invSqrt32f(const float* src, float* dst, int len)
|
||||
{
|
||||
CALL_HAL(invSqrt32f, cv_hal_invSqrt32f, src, dst, len);
|
||||
#if defined(HAVE_IPP)
|
||||
CV_IPP_CHECK()
|
||||
{
|
||||
@@ -256,6 +330,7 @@ void invSqrt32f(const float* src, float* dst, int len)
|
||||
|
||||
void invSqrt64f(const double* src, double* dst, int len)
|
||||
{
|
||||
CALL_HAL(invSqrt64f, cv_hal_invSqrt64f, src, dst, len);
|
||||
int i = 0;
|
||||
|
||||
#if CV_SSE2
|
||||
@@ -271,6 +346,7 @@ void invSqrt64f(const double* src, double* dst, int len)
|
||||
|
||||
void sqrt32f(const float* src, float* dst, int len)
|
||||
{
|
||||
CALL_HAL(sqrt32f, cv_hal_sqrt32f, src, dst, len);
|
||||
#if defined(HAVE_IPP)
|
||||
CV_IPP_CHECK()
|
||||
{
|
||||
@@ -302,6 +378,7 @@ void sqrt32f(const float* src, float* dst, int len)
|
||||
|
||||
void sqrt64f(const double* src, double* dst, int len)
|
||||
{
|
||||
CALL_HAL(sqrt64f, cv_hal_sqrt64f, src, dst, len);
|
||||
#if defined(HAVE_IPP)
|
||||
CV_IPP_CHECK()
|
||||
{
|
||||
@@ -433,6 +510,7 @@ static const double exp_max_val = 3000.*(1 << EXPTAB_SCALE); // log10(DBL_MAX) <
|
||||
|
||||
void exp32f( const float *_x, float *y, int n )
|
||||
{
|
||||
CALL_HAL(exp32f, cv_hal_exp32f, _x, y, n);
|
||||
static const float
|
||||
A4 = (float)(1.000000000000002438532970795181890933776 / EXPPOLY_32F_A0),
|
||||
A3 = (float)(.6931471805521448196800669615864773144641 / EXPPOLY_32F_A0),
|
||||
@@ -632,6 +710,7 @@ void exp32f( const float *_x, float *y, int n )
|
||||
|
||||
void exp64f( const double *_x, double *y, int n )
|
||||
{
|
||||
CALL_HAL(exp64f, cv_hal_exp64f, _x, y, n);
|
||||
static const double
|
||||
A5 = .99999999999999999998285227504999 / EXPPOLY_32F_A0,
|
||||
A4 = .69314718055994546743029643825322 / EXPPOLY_32F_A0,
|
||||
@@ -1076,6 +1155,7 @@ static const double ln_2 = 0.69314718055994530941723212145818;
|
||||
|
||||
void log32f( const float *_x, float *y, int n )
|
||||
{
|
||||
CALL_HAL(log32f, cv_hal_log32f, _x, y, n);
|
||||
static const float shift[] = { 0, -1.f/512 };
|
||||
static const float
|
||||
A0 = 0.3333333333333333333333333f,
|
||||
@@ -1220,6 +1300,7 @@ void log32f( const float *_x, float *y, int n )
|
||||
|
||||
void log64f( const double *x, double *y, int n )
|
||||
{
|
||||
CALL_HAL(log64f, cv_hal_log64f, x, y, n);
|
||||
static const double shift[] = { 0, -1./512 };
|
||||
static const double
|
||||
A7 = 1.0,
|
||||
@@ -1457,4 +1538,10 @@ void invSqrt(const double* src, double* dst, int len)
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
}} // cv::hal::
|
||||
} // cv::hal::
|
||||
} // cv::
|
||||
|
||||
float cv::fastAtan2( float y, float x )
|
||||
{
|
||||
return atanImpl<float>(y, x);
|
||||
}
|
||||
|
||||
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