src/complexmat.cuh

   1 #ifndef COMPLEXMAT_H
   2 #define COMPLEXMAT_H
   3
   4 #include <opencv2/opencv.hpp>
   5
   6 #include "dynmem.hpp"
   7 #include "cuda_runtime.h"
   8 #include "cufft.h"
   9
  10 #include "cuda/cuda_error_check.cuh"
  11
  12 class ComplexMat {
  13   public:
  14     uint cols;
  15     uint rows;
  16     uint n_channels;
  17     uint n_scales = 1;
  18     bool foreign_data = false;
  19     cudaStream_t stream = nullptr;
  20
  21     ComplexMat() : cols(0), rows(0), n_channels(0) {}
  22     ComplexMat(uint _rows, uint _cols, uint _n_channels, cudaStream_t _stream)
  23         : cols(_cols), rows(_rows), n_channels(_n_channels), stream(_stream)
  24     {
  25         CudaSafeCall(cudaMalloc(&p_data, n_channels * cols * rows * sizeof(cufftComplex)));
  26     }
  27
  28     ComplexMat(uint _rows, uint _cols, uint _n_channels, uint _n_scales, cudaStream_t _stream)
  29         : cols(_cols), rows(_rows), n_channels(_n_channels), n_scales(_n_scales), stream(_stream)
  30     {
  31         CudaSafeCall(cudaMalloc(&p_data, n_channels * cols * rows * sizeof(cufftComplex)));
  32     }
  33
  34     ComplexMat(ComplexMat &&other)
  35     {
  36         cols = other.cols;
  37         rows = other.rows;
  38         n_channels = other.n_channels;
  39         n_scales = other.n_scales;
  40         p_data = other.p_data;
  41         stream = other.stream;
  42
  43         other.p_data = nullptr;
  44     }
  45
  46     ~ComplexMat()
  47     {
  48         if (p_data != nullptr && !foreign_data) {
  49             CudaSafeCall(cudaFree(p_data));
  50             p_data = nullptr;
  51         }
  52     }
  53
  54     void create(uint _rows, uint _cols, uint _n_channels, cudaStream_t _stream = nullptr)
  55     {
  56         rows = _rows;
  57         cols = _cols;
  58         n_channels = _n_channels;
  59         stream = _stream;
  60         CudaSafeCall(cudaMalloc(&p_data, n_channels * cols * rows * sizeof(cufftComplex)));
  61     }
  62
  63     void create(uint _rows, uint _cols, uint _n_channels, uint _n_scales, cudaStream_t _stream = nullptr)
  64     {
  65         rows = _rows;
  66         cols = _cols;
  67         n_channels = _n_channels;
  68         n_scales = _n_scales;
  69         stream = _stream;
  70         CudaSafeCall(cudaMalloc(&p_data, n_channels * cols * rows * sizeof(cufftComplex)));
  71     }
  72     // cv::Mat API compatibility
  73     cv::Size size() { return cv::Size(cols, rows); }
  74     int channels() { return n_channels; }
  75     int channels() const { return n_channels; }
  76
  77     void set_stream(cudaStream_t _stream)
  78     {
  79         stream = _stream;
  80         return;
  81     }
  82
  83     void sqr_norm(DynMem &result) const;
  84
  85     ComplexMat sqr_mag() const;
  86
  87     ComplexMat conj() const;
  88
  89     ComplexMat sum_over_channels() const;
  90
  91     cufftComplex *get_p_data() const;
  92
  93     // element-wise per channel multiplication, division and addition
  94     ComplexMat operator*(const ComplexMat &rhs) const;
  95     ComplexMat operator/(const ComplexMat &rhs) const;
  96     ComplexMat operator+(const ComplexMat &rhs) const;
  97
  98     // multiplying or adding constant
  99     ComplexMat operator*(const float &rhs) const;
 100     ComplexMat operator+(const float &rhs) const;
 101
 102     // multiplying element-wise multichannel by one channel mats (rhs mat is with one channel)
 103     ComplexMat mul(const ComplexMat &rhs) const;
 104
 105     // multiplying element-wise multichannel by one channel mats (rhs mat is with multiple channel)
 106     ComplexMat mul2(const ComplexMat &rhs) const;
 107     // text output
 108     friend std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const ComplexMat &mat)
 109     {
 110         float *data_cpu = reinterpret_cast<float*>(malloc(mat.rows * mat.cols * mat.n_channels * sizeof(cufftComplex)));
 111         CudaSafeCall(cudaMemcpy(data_cpu, mat.p_data, mat.rows * mat.cols * mat.n_channels * sizeof(cufftComplex),
 112                                 cudaMemcpyDeviceToHost));
 113         // for (int i = 0; i < mat.n_channels; ++i){
 114         for (int i = 0; i < 1; ++i) {
 115             os << "Channel " << i << std::endl;
 116             for (uint j = 0; j < mat.rows; ++j) {
 117                 for (uint k = 0; k < 2 * mat.cols - 2; k += 2)
 118                     os << "(" << data_cpu[j * 2 * mat.cols + k] << "," << data_cpu[j * 2 * mat.cols + (k + 1)] << ")"
 119                        << ", ";
 120                 os << "(" << data_cpu[j * 2 * mat.cols + 2 * mat.cols - 2] << ","
 121                    << data_cpu[j * 2 * mat.cols + 2 * mat.cols - 1] << ")" << std::endl;
 122             }
 123         }
 124         free(data_cpu);
 125         return os;
 126     }
 127
 128     void operator=(ComplexMat &rhs);
 129     void operator=(ComplexMat &&rhs);
 130
 131   private:
 132     mutable float *p_data = nullptr;
 133 };
 134
 135 #endif // COMPLEXMAT_H