OpenCV CUDA模块设备层-----指数运算函数exp()

• 操作系统：ubuntu22.04
• OpenCV版本：OpenCV4.9
• IDE:Visual Studio Code
• 编程语言：C++11

算法描述

OpenCV 的 CUDA 设备端数学函数 中的一个内联函数，用于在 GPU 上对 uchar1 类型（单通道图像像素）执行指数运算 exp(…)。

函数原型

__device__ __forceinline__ float1 cv::cudev::exp 	( 	const uchar1 &  	a	) 	

参数

• a const uchar1& 输入一个 uchar1 类型的像素值（取值范围：0 ~ 255）

返回值

返回一个 float1 类型（CUDA 向量结构体），包含 .x 成员，表示计算结果。

示例代码

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/cudev/common.hpp>
#include <opencv2/cudev/util/vec_math.hpp>

__global__ void kernel_exp(const uchar1* input, float1* output, int size) {
    int idx = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x;
    if (idx < size) {
        output[idx] = cv::cudev::exp(input[idx]);
    }
}

int main() {
    const int N = 256;
    uchar1 h_input[N];
    float1 h_output[N];
    
    // 初始化输入数据
    for (int i = 0; i < N; ++i) {
        h_input[i].x = i;  // 0-255
    }
    
    // 分配设备内存
    uchar1* d_input;
    float1* d_output;
    cudaMalloc(&d_input, N * sizeof(uchar1));
    cudaMalloc(&d_output, N * sizeof(float1));
    
    // 拷贝数据到设备
    cudaMemcpy(d_input, h_input, N * sizeof(uchar1), cudaMemcpyHostToDevice);
    
    // 调用核函数
    dim3 block(256);
    dim3 grid((N + block.x - 1) / block.x);
    kernel_exp<<<grid, block>>>(d_input, d_output, N);
    
    // 拷贝结果回主机
    cudaMemcpy(h_output, d_output, N * sizeof(float1), cudaMemcpyDeviceToHost);
    
    // 打印部分结果
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        printf("exp(%d) = %f\n", h_input[i].x, h_output[i].x);
    }
    
    // 释放内存
    cudaFree(d_input);
    cudaFree(d_output);
    
    return 0;
}

运行结果

exp(0) = 1.000000
exp(1) = 2.718282
exp(2) = 7.389056
exp(3) = 20.085537
exp(4) = 54.598148
exp(5) = 148.413162
exp(6) = 403.428802
exp(7) = 1096.633179
exp(8) = 2980.958008
exp(9) = 8103.083984