OpenCL

介绍

Open Computing Language (OpenCL) 是一种开放标准，用于编写可在异构平台（包括 CPU、GPU、DSP 等）上运行的代码。特别是 OpenCL 为应用程序提供了对 GPU 的访问权限，用于非图形计算 (GPGPU)，在某些情况下会导致显著的加速。在计算机视觉中，许多算法可以在 GPU 上比在 CPU 上运行得更有效：例如图像处理、矩阵运算、计算摄影、目标检测等。

历史

OpenCV 与 OpenCL 的加速始于 2011 年，由 AMD 发起。结果，OpenCV-2.4.3 版本 包含 新的 ocl模块，其中包含一些现有 OpenCV 算法的 OpenCL 实现。也就是说，当客户端机器上存在 OpenCL 运行时和兼容设备时，用户可以调用 cv::ocl::resize() 而不是 cv::resize() 来使用加速代码。在 3 年内，越来越多的函数和类被添加到 ocl 模块中；但它一直是 OpenCV-2.x 中与主要面向 CPU 的 API 并存的独立 API。

在 OpenCV-3.x 中，架构概念已更改为所谓的透明 API (T-API)。在新的架构中，独立的 OpenCL 加速 cv::ocl::resize() 从外部 API 中删除，并成为常规 cv::resize() 中的一个分支。当从性能角度来看，此分支在可能并且有意义时会自动调用。T-API 实现由 AMD 和 英特尔 公司赞助。

数字

下图显示了一些性能数据

代码示例

常规 CPU 代码

// 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 感知代码 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 感知代码 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 …
}