Документация

Предпосылки

Оборудование NVIDIA® CUDA®, компиляторы и библиотеки. Для получения информации о поддерживаемых версиях компиляторов и библиотек, смотрите Сторонние продукты. Для подготовки переменных окружения смотрите Подготовку Необходимых как условие продуктов.

Функция точки входа обнаружения ребра Sobel

В алгоритме обнаружения ребра Sobel выполняется 2D пространственная операция градиента на полутоновом изображении. Эта операция подчеркивает высокие пространственные области частоты, который соответствует ребрам.

type sobelEdge.m

function [ magnitude ] = sobelEdge( Image )
%#codegen

%   Copyright 2017-2019 The MathWorks, Inc.


maskX = single([-1 0 1 ; -2 0 2; -1 0 1]);
maskY = single([-1 -2 -1 ; 0 0 0 ; 1 2 1]);

coder.gpu.kernelfun();



resX = conv2(Image, maskX, 'same');
resY = conv2(Image, maskY, 'same');

magnitude = sqrt(resX.^2 + resY.^2);
thresh = magnitude < 0.4;
magnitude(thresh) = 0;

end

Алгоритм ребра Sobel вычисляет горизонтальный градиент (resX) и вертикальный градиент (resY) из входа отображают при помощи двух ортогональных ядер фильтра (maskX и maskY). После операции фильтрации алгоритм вычисляет величину градиента и применяет threhold, чтобы найти области изображений, которые считаются ребрами.

Запустите алгоритм обнаружения ребра Sobel для тестового изображения

Алгоритм фильтрации Sobel работает с полутоновыми изображениями. Преобразуйте цветное изображение в эквивалентное полутоновое изображение с нормированными значениями (0.0 для черного цвета, 1.0 для белого).

im = imread('hello.jpg');
imGray = (0.2989 * double(im(:,:,1)) + 0.5870 * double(im(:,:,2)) + 0.1140 * double(im(:,:,3)))/255;
imSize = size(imGray);
figure();
image(im);
title('Test Image');

Запишите матричный серый в imputImage.csv файл с помощью writematrix команда. Приложение обнаружения ребра Sobel читает в этом файле CSV.

writematrix(reshape(imGray,1,[]),'inputImage.csv');
imOut = sobelEdge(double(imGray));

Отобразить ребро обнаружило изображение, переформатируйте матричный imOut с функциональным repmat так, чтобы можно было передать его image команда.

figure();
image(repmat(imOut,[1 1 3]));
title('Edge Detected Image in MATLAB');

Создайте пользовательскую основную функцию для sobelEdge.m

Этот пример использует пользовательский основной файл, main_sobel.cu и его associdated заголовочный файл main_sobel.h. Этот пользовательский основной файл читает входное изображение из inputImage.csv файл, вызывает sobelEdge функция в сгенерированном sobelEdge.cu файл, и сохраняет данные от обнаруженного изображения ребра в outputMag.csv файл.

Сгенерированный код пакета Используя приложение GPU Coder

Откройте приложение GPU Coder. На вкладке MATLAB Toolstrip Apps, под Генерацией кода, кликают по значку приложения GPU Coder.

На странице Select Source Files введите имя функции точки входа sobelEdge.m. Нажмите Далее, чтобы перейти к странице Define Input Types.

Укажите что вход Image имеет двойной тип данных и переменный размер с верхней границей 1 024. Чтобы задать переменный размер с верхней границей 1 024, выберите :1024. Нажмите Далее, чтобы перейти к странице Check for Run-Time Issues.

Проверяйте на проблемы во время выполнения. В диалоговом окне Check for Run-Time Issues введите код, который вызывает sobelEdge с двойным входом. Например, sobelEdge(ones(648,484)). Нажмите Check for Issues. Чтобы проверять на проблемы во время выполнения, приложение генерирует и запускает MEX-функцию. Приложение не находит проблемы для sobelEdge. Нажмите Далее, чтобы перейти к Сгенерировать Кодовой странице.

В диалоговом окне Generate, набор Тип Сборки к Исполняемому файлу. Можно также группировать код, сгенерированный для Исходного кода, Статической Библиотеки или Динамических целей Библиотеки. Вы не можете группировать код, сгенерированный для целей MEX. Нажмите More Settings.

На вкладке Custom Code, под Пользовательским кодом С для Сгенерированных Файлов, устанавливает Дополнительные исходные файлы на main_sobel.cu. Нажмите Close to переходят к Сгенерировать Кодовой странице.

Нажмите Generate. Нажмите Далее, чтобы перейти к странице Finish Workflow. На странице Finish Workflow нажмите Package.

В диалоговом окне Package задайте имя файла пакета и группирующий тип. По умолчанию приложение выводит имя файла пакета от названия проекта. Приложение сохранило файл в текущей рабочей папке. По умолчанию приложение группирует сгенерированные файлы как одну, плоскую папку. В данном примере используйте значения по умолчанию, и затем нажмите Save.

Этот zip-файл содержит Код С++ CUDA и заголовочные файлы, требуемые для перемещения. Это не содержит:

Смотрите содержимое sobelEdge_pkg.zip в вашей рабочей папке, чтобы проверить, что это готово к перемещению к целевой системе. В зависимости от инструмента zip, который вы используете, можно потенциально открыть и смотреть файл, не распаковывая его. Можно теперь переместить получившийся zip-файл к желаемой среде разработки и распаковать файл.

Сгенерированный код пакета в командной строке

Сгенерировать исполняемый файл CUDA для sobelEdge функционируйте, создайте объект настройки графического процессора кода и запустите codegen команда.

cfg = coder.gpuConfig('exe');
cfg.GenerateReport = true;
cfg.CustomSource = 'main_sobel.cu';
codegen -config cfg sobelEdge -args {coder.typeof(0,[1024 1024],[1 1])}

Code generation successful: View report

Чтобы группировать сгенерированный код в zip-файл, загрузите BuildInfo объект. BuildInfo объект содержит информацию для компиляции и соединения сгенерированного кода, включая список всего источника, и включайте файлы и их пути.

buildInfoFile = fullfile(pwd,'codegen','exe','sobelEdge','buildInfo.mat');
load(buildInfoFile);

Создайте zip-файл при помощи packNGo функция.

packNGo(buildInfo,'packType','flat','nestedZipFiles',true,...
    'minimalHeaders',false,'includeReport',false);

packNGo функция создает sobelEdge.zip файл в текущей рабочей папке. Этот zip-файл содержит Код С++ CUDA и заголовочные файлы, требуемые для перемещения. Это не содержит:

Смотрите содержимое sobelEdge.zip в вашей рабочей папке, чтобы проверить, что это готово к перемещению к целевой системе. В зависимости от инструмента zip, который вы используете, можно потенциально открыть и смотреть файл, не распаковывая его. Можно теперь переместить получившийся zip-файл к желаемой среде разработки и распаковать файл.

Автономное выполнение кода

Когда вы выполняете сгенерированный независимый исполняемый файл, выход magnitudeData вычислен и записан в разделенный от запятой файл. Считайте этот выход назад в MATLAB и используйте image функция, чтобы визуализировать ребро обнаружила изображение.

if ispc
    system('sobelEdge.exe');
else
    system('./sobelEdge');
end

imOutGPU = reshape(readmatrix('outputMag.csv'),imSize);
edgeImg = repmat(imOutGPU,[1 1 3]);
figure();
image(edgeImg);
title('Edge Detected Image on the GPU');