src/complexmat.cuh

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