OpenCV FAST角點檢測SSE實現演練

Question

有人可以幫助我理解OpenCV中FAST角點檢測的SSE實現嗎？我理解算法，但不瞭解實現。有人能通過代碼來引導我嗎？

代碼很長，所以提前謝謝你。

我使用OpenCV的2.4.11和代碼是這樣的：

__m128i delta = _mm_set1_epi8(-128); 
__m128i t = _mm_set1_epi8((char)threshold); 
__m128i m0, m1; 
__m128i v0 = _mm_loadu_si128((const __m128i*)ptr); 

我認爲下面有一些做與閾值檢查，但無法瞭解使用三角洲

的

__m128i v1 = _mm_xor_si128(_mm_subs_epu8(v0, t), delta); 
v0 = _mm_xor_si128(_mm_adds_epu8(v0, t), delta); 

現在它檢查鄰近的4個像素，但是又是什麼使用delta？

__m128i x0 = _mm_sub_epi8(_mm_loadu_si128((const __m128i*)(ptr + pixel[0])), delta); 
__m128i x1 = _mm_sub_epi8(_mm_loadu_si128((const __m128i*)(ptr + pixel[4])), delta); 
__m128i x2 = _mm_sub_epi8(_mm_loadu_si128((const __m128i*)(ptr + pixel[8])), delta); 
__m128i x3 = _mm_sub_epi8(_mm_loadu_si128((const __m128i*)(ptr + pixel[12])), delta); 
m0 = _mm_and_si128(_mm_cmpgt_epi8(x0, v0), _mm_cmpgt_epi8(x1, v0)); 
m1 = _mm_and_si128(_mm_cmpgt_epi8(v1, x0), _mm_cmpgt_epi8(v1, x1)); 
m0 = _mm_or_si128(m0, _mm_and_si128(_mm_cmpgt_epi8(x1, v0), _mm_cmpgt_epi8(x2, v0))); 
m1 = _mm_or_si128(m1, _mm_and_si128(_mm_cmpgt_epi8(v1, x1), _mm_cmpgt_epi8(v1, x2))); 
m0 = _mm_or_si128(m0, _mm_and_si128(_mm_cmpgt_epi8(x2, v0), _mm_cmpgt_epi8(x3, v0))); 
m1 = _mm_or_si128(m1, _mm_and_si128(_mm_cmpgt_epi8(v1, x2), _mm_cmpgt_epi8(v1, x3))); 
m0 = _mm_or_si128(m0, _mm_and_si128(_mm_cmpgt_epi8(x3, v0), _mm_cmpgt_epi8(x0, v0))); 
m1 = _mm_or_si128(m1, _mm_and_si128(_mm_cmpgt_epi8(v1, x3), _mm_cmpgt_epi8(v1, x0))); 
m0 = _mm_or_si128(m0, m1); 

這裏它檢查相鄰像素的連續性。 （對吧？）

int mask = _mm_movemask_epi8(m0); 
if(mask == 0) 
    continue; 

這是我的另一個難題。爲什麼要將8個字節左移？我假設掩碼告訴我角落候選人的位置，但爲什麼8個字節？

if((mask & 255) == 0) 
{ 
    j -= 8; 
    ptr -= 8; 
    continue; 
} 

我放棄了在這一點上...

__m128i c0 = _mm_setzero_si128(), c1 = c0, max0 = c0, max1 = c0; 
for(k = 0; k < N; k++) 
{ 
    __m128i x = _mm_xor_si128(_mm_loadu_si128((const __m128i*)(ptr + pixel[k])), delta); 
    m0 = _mm_cmpgt_epi8(x, v0); 
    m1 = _mm_cmpgt_epi8(v1, x); 

    c0 = _mm_and_si128(_mm_sub_epi8(c0, m0), m0); 
    c1 = _mm_and_si128(_mm_sub_epi8(c1, m1), m1); 

    max0 = _mm_max_epu8(max0, c0); 
    max1 = _mm_max_epu8(max1, c1); 
} 

max0 = _mm_max_epu8(max0, max1); 
int m = _mm_movemask_epi8(_mm_cmpgt_epi8(max0, K16)); 

for(k = 0; m > 0 && k < 16; k++, m >>= 1) 
    if(m & 1) 
    { 
     cornerpos[ncorners++] = j+k; 
     if(nonmax_suppression) 
      curr[j+k] = (uchar)cornerScore<patternSize>(ptr+k, pixel, threshold); 
    } 

Answer 1

正如哈羅德所說，delta被用來做無符號比較。

讓我們的步驟描述此實現：

1. __m128i x0 = _mm_sub_epi8(_mm_loadu_si128((const __m128i*)(ptr + pixel[0])), delta); __m128i x1 = _mm_sub_epi8(_mm_loadu_si128((const __m128i*)(ptr + pixel[4])), delta); __m128i x2 = _mm_sub_epi8(_mm_loadu_si128((const __m128i*)(ptr + pixel[8])), delta); __m128i x3 = _mm_sub_epi8(_mm_loadu_si128((const __m128i*)(ptr + pixel[12])), delta); m0 = _mm_and_si128(_mm_cmpgt_epi8(x0, v0), _mm_cmpgt_epi8(x1, v0)); m1 = _mm_and_si128(_mm_cmpgt_epi8(v1, x0), _mm_cmpgt_epi8(v1, x1)); m0 = _mm_or_si128(m0, _mm_and_si128(_mm_cmpgt_epi8(x1, v0), _mm_cmpgt_epi8(x2, v0))); ......

這不是檢查的4個相鄰像素。它檢查4個點，例如，是這樣的：

在這裏，他們檢查「角條件」爲真此4個點，因爲如果這不是真的沒有8滿足「轉角條件」的相鄰像素，所以它不是轉角像素。如果mask爲零，則意味着矢量中的所有像素都不能成爲轉角，所以我們向左移動16個像素。

int mask = _mm_movemask_epi8(m0); 
if(mask == 0) 
    continue; 

如果掩模是不爲零，但是對於第一8個像素「角條件」是不正確的，他們左移只爲8個象素，以檢查殘留下一次迭代時的像素。

if((mask & 255) == 0) 
{ 
    j -= 8; 
    ptr -= 8; 
    continue; 
} 

步和最後一步。在這裏，他們計數大於x + threshold到c0計數器的相鄰像素的數量，並且它們小於x - threshold到c1計數器。

這裏產生面具這樣的條件：

__m128i x = _mm_xor_si128(_mm_loadu_si128((const __m128i*)(ptr + pixel[k])), delta); 
m0 = _mm_cmpgt_epi8(x, v0); 
m1 = _mm_cmpgt_epi8(v1, x); 

注意，如果條件爲真爲載體的元素他的價值設置爲0xFF或-1，因爲我們把他當作符號字符。

c0 = _mm_and_si128(_mm_sub_epi8(c0, m0), m0); 
c1 = _mm_and_si128(_mm_sub_epi8(c1, m1), m1); 

如果掩模元件是-1它積累到c0或c1計數器自減法（例如c0 - (-1)）的。但是如果它等於零，它們會重置爲零（_mm_and_si128）。

比他們需要存儲櫃的最大值：

max0 = _mm_max_epu8(max0, c0); 
max1 = _mm_max_epu8(max1, c1); 

所以他們存儲滿足「拐角條件」相鄰像素的最大數量。

在這裏，他們確定哪些像素實際上角落，哪些不是：

max0 = _mm_max_epu8(max0, max1); 
int m = _mm_movemask_epi8(_mm_cmpgt_epi8(max0, K16)); 

for(k = 0; m > 0 && k < 16; k++, m >>= 1) 
    if(m & 1) 
    { 
     cornerpos[ncorners++] = j+k; 
     if(nonmax_suppression) 
      curr[j+k] = (uchar)cornerScore<patternSize>(ptr+k, pixel, threshold); 
    } 

我希望這將有助於。我很抱歉我的英語不好。

Answer 2

delta是其中僅signbits都設置了屏蔽。他們使用它，因爲他們想要比較大於未簽名的，但只有一個簽名比較。

添加128（或減去，因爲-128 == 128）和異或用它做相同的（如果你用字節工作），因爲

a + b == (a^b) + ((a & b) << 1) 

如果b只有頂部位設置，((a & b) << 1)項必須爲零（a & b可以設置最高位，但它已移出）。

然後，如下圖所示，減去128「向下移動」整個範圍，使得帶符號的比較結果與原始範圍的無符號比較結果相同。

  |0 ... 127 ... 255| unsigned 
|-128 ... 0 ... 127|   signed 

我不知道其餘的，我希望別人能回答。