OpenCV CUDA模块设备层-----在 GPU上高效地执行两个uint类型值的最小值比较函数vmin2()

• 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模块（cudev） 中的一个设备端内联函数，用于在GPU上高效地执行两个uint类型值的最小值比较。
该函数返回两个无符号整数 a 和 b 中的较小值：

return (a < b) ? a : b;

函数原型

__device__ __forceinline__ uint cv::cudev::vmin2 	( 	uint  	a,
		uint  	b 
	) 		

参数

• a uint 第一个无符号整数（通常表示像素值）
• b uint 第二个无符号整数（另一个像素值或参考值）

返回值

返回 a 和 b 中较小的那个值，类型为 uint。

使用场景

这个函数常用于以下图像/视频处理任务中：

• 图像增强（如取最小邻域值）
• 构建自定义滤波器（如最小值滤波）
• 多帧合成中的最小值投影（如去除高亮噪声）
• GPU 并行像素级比较与选择操作

代码

#include <opencv2/cudev.hpp>
#include <opencv2/cudev/util/simd_functions.hpp>

using namespace cv::cudev;

// CUDA kernel
template <typename T>
__global__ void computeMinKernel(
    const PtrStep<T> src1,
    const PtrStep<T> src2,
    PtrStep<T> dst,
    int width,
    int height)
{
    int x = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x;
    int y = blockIdx.y * blockDim.y + threadIdx.y;

    if (x < width && y < height) {
        uint a = static_cast<uint>(src1(y, x));
        uint b = static_cast<uint>(src2(y, x));
        dst(y, x) = static_cast<T>(vmin2(a, b));  // 取最小值
    }
}

int main() {
    // 加载两张图像
    cv::Mat h_src1 = cv::imread("/media/dingxin/data/study/OpenCV/sources/images/img0.jpg", cv::IMREAD_GRAYSCALE);
    cv::Mat h_src2 = cv::imread("/media/dingxin/data/study/OpenCV/sources/images/img1.jpg", cv::IMREAD_GRAYSCALE);

    if (h_src1.empty() || h_src2.empty()) {
        std::cerr << "Failed to load images!" << std::endl;
        return -1;
    }

    // 上传到 GPU
    cv::cuda::GpuMat d_src1, d_src2, d_min;
    d_src1.upload(h_src1);
    d_src2.upload(h_src2);
    d_min.create(h_src1.size(), h_src1.type());

    // 设置 kernel 参数
    dim3 block(16, 16);
    dim3 grid((d_src1.cols + block.x - 1) / block.x,
              (d_src1.rows + block.y - 1) / block.y);

    // 启动 kernel（显式指定模板参数 uchar）
    computeMinKernel<uchar><<<grid, block>>>(d_src1, d_src2, d_min, d_src1.cols, d_src1.rows);

    // 下载结果并显示
    cv::Mat h_min;
    d_min.download(h_min);
 
    cv::imshow("Min Image", h_min);
    cv::waitKey(0);

    return 0;
}

运行结果