OpenCL

介紹

Open Computing Language (OpenCL) 是一種開放標準，用於編寫可在異構平臺（包括 CPU、GPU、DSP 等）上執行的程式碼。特別是 OpenCL 為應用程式提供了對 GPU 的訪問許可權，用於非圖形計算 (GPGPU)，在某些情況下會導致顯著的加速。在計算機視覺中，許多演算法可以在 GPU 上比在 CPU 上執行得更有效：例如影像處理、矩陣運算、計算攝影、目標檢測等。

歷史

OpenCV 與 OpenCL 的加速始於 2011 年，由 AMD 發起。結果，OpenCV-2.4.3 版本 包含 新的 ocl模組，其中包含一些現有 OpenCV 演算法的 OpenCL 實現。也就是說，當客戶端機器上存在 OpenCL 執行時和相容裝置時，使用者可以呼叫 cv::ocl::resize() 而不是 cv::resize() 來使用加速程式碼。在 3 年內，越來越多的函式和類被新增到 ocl 模組中；但它一直是 OpenCV-2.x 中與主要面向 CPU 的 API 並存的獨立 API。

在 OpenCV-3.x 中，架構概念已更改為所謂的透明 API (T-API)。在新的架構中，獨立的 OpenCL 加速 cv::ocl::resize() 從外部 API 中刪除，併成為常規 cv::resize() 中的一個分支。當從效能角度來看，此分支在可能並且有意義時會自動呼叫。T-API 實現由 AMD 和 英特爾 公司贊助。

數字

下圖顯示了一些效能資料

程式碼示例

常規 CPU 程式碼

// initialization
VideoCapture vcap(...);
CascadeClassifier fd("haar_ff.xml");
Mat frame, frameGray;
vector<rect> faces;
for(;;){
  // processing loop
  vcap >> frame;
  cvtColor(frame, frameGray, BGR2GRAY);
  equalizeHist(frameGray, frameGray);
  fd.detectMultiScale(frameGray, faces, ...);
  // draw rectangles …
  // show image …
}

OpenCL 感知程式碼 OpenCV-2.x

// initialization
VideoCapture vcap(...);
ocl::OclCascadeClassifier fd("haar_ff.xml");
ocl::oclMat frame, frameGray;
Mat frameCpu;
vector<rect> faces;
for(;;){
  // processing loop
  vcap >> frameCpu;
  frame = frameCpu;
  ocl::cvtColor(frame, frameGray, BGR2GRAY);
  ocl::equalizeHist(frameGray, frameGray);
  fd.detectMultiScale(frameGray, faces, ...);
  // draw rectangles …
  // show image …
}

OpenCL 感知程式碼 OpenCV-3.x

// initialization
VideoCapture vcap(...);
CascadeClassifier fd("haar_ff.xml");
UMat frame, frameGray;
vector<rect> faces;
for(;;){
  // processing loop
  vcap >> frame;
  cvtColor(frame, frameGray, BGR2GRAY);
  equalizeHist(frameGray, frameGray);
  fd.detectMultiScale(frameGray, faces, ...);
  // draw rectangles …
  // show image …
}