1、opencv中HOG源码中出现的一些关键字,CV_WRAP and CV_EXPORTS_W
struct CV_EXPORTS_W HOGDescriptor { public: enum { L2Hys=0 }; enum { DEFAULT_NLEVELS=64 }; CV_WRAP HOGDescriptor() : winSize(64,128), blockSize(16,16), blockStride(8,8), cellSize(8,8), nbins(9), derivAperture(1), winSigma(-1), histogramNormType(HOGDescriptor::L2Hys), L2HysThreshold(0.2), gammaCorrection(true), nlevels(HOGDescriptor::DEFAULT_NLEVELS) {}
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CV_EXPORTS_W is defined inmodules/core/include/opencv2/core/types_c.h as alias for CV_EXPORTS, CV_EXPORTSis defined as:
#if (defined WIN32 || defined _WIN32 || defined WINCE) && defined CVAPI_EXPORTS # define CV_EXPORTS __declspec(dllexport) #else # define CV_EXPORTS #endif
So it's alias for __declspec(dllexport) on Windows platform where CVAPI_EXPORTS is defined, otherwise it's empty.
CV_WARP is used as flag for scripts to create wrappers of the function or method. It is used for creation Python or Java wrappers.
大体意思是说,CV_WARP是一种函数或者方法的封装类,而CVAPI_EXPORTS _W是CVAPI_EXPORTS 的别称,CVAPI_EXPORTS 又是__declspec(dllexport) 的一个别称,
使用 __declspec(dllexport) 关键字从 DLL 导出数据、函数、类或类成员函数。(http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/a90k134d(v=vs.80).aspx)
2、openCv中的一个函数:
int cvRound (double value)
对一个double型的数进行四舍五入,并返回一个整型数!
函数 cvRound, cvFloor, cvCeil 用一种舍入方法将输入浮点数转换成整数。 cvRound 返回和参数最接近的整数值。 cvFloor 返回不大于参数的最大整数值。
cvCeil 返回不小于参数的最小整数值。
3、从现在开始我们要看一些TBB里更实在的一些东西了,之所以说它实在,是因为这些内容是切实地能帮助我们去解决一些并行编程里的问题。
首先看的也是最简单的parallel_for。
我们还是先从一个例子开始看起:
问题:对一个数组里的每个元素施加一个操作Foo(...)
串行化的版本:
1 void SerialApplyFoo (int a[], size_t n) { 2 for (size_t i = 0; i < n; ++ i) 3 Foo(a[i]); 4 }
使用TBB并行化的版本:
1 #include "tbb/task_scheduler_init.h" 2 #include "tbb/blocked_range.h" 3 #include "tbb/parallel_for.h" 4 5 using namespace tbb; 6 7 // 对每个元素执行该操作 8 void Foo(int value) 9 { 10 // Applied function 11 } 12 13 class ApplyFoo 14 { 15 int * const my_a; 16 public: 17 void operator () (const blocked_range<size_t> & r) const 18 { 19 int * a = my_a; 20 for (size_t i = r.begin(); i != r.end(); ++ i) 21 Foo(a[i]); 22 } 23 24 ApplyFoo(int a[]) : my_a(a) {} 25 }; 26 27 int main(int argc, char* argv[]) 28 { 29 // 创建task scheduler 30 task_scheduler_init init; 31 const int n = 100; 32 int a[n]; 33 for (int i = 0; i < n; i ++) 34 a[i] = i; 35 // TBB会把数组分成若干的block 36 // 对block调用ApplyFoo这个functor 37 parallel_for(blocked_range<size_t>(0, n), ApplyFoo(a), simple_partitioner()); 38 return 0; 39 }
这个其实就是我们最早开始看TBB时的一个例子。
我们看到这里面多了好几个陌生的东西:
blocked_range
parallel_for
block
OK,我们一个个来看,先说blocked_range,这个template class表述了一个一维迭代(iterator)。同样的,我们先来看看它的declaration(部分无关代码已裁减),在tbb/blocked_range.h里:
#ifndef __TBB_blocked_range_H #define __TBB_blocked_range_H #include "tbb_stddef.h" namespace tbb { /** page range_req Requirements on range concept Class c R implementing the concept of range must define: - code R::R( const R& ); endcode Copy constructor - code R::~R(); endcode Destructor - code bool R::is_divisible() const; endcode True if range can be partitioned into two subranges - code bool R::empty() const; endcode True if range is empty - code R::R( R& r, split ); endcode Split range c r into two subranges. **/ //! A range over which to iterate. /** @ingroup algorithms */ template<typename Value> class blocked_range { public: //! Type of a value /** Called a const_iterator for sake of algorithms that need to treat a blocked_range as an STL container. */ typedef Value const_iterator; //! Type for size of a range typedef std::size_t size_type; //! Construct range with default-constructed values for begin and end. /** Requires that Value have a default constructor. */ blocked_range() : my_begin(), my_end() {} //! Construct range over half-open interval [begin,end), with the given grainsize. blocked_range( Value begin_, Value end_, size_type grainsize_=1 ) : my_end(end_), my_begin(begin_), my_grainsize(grainsize_) { __TBB_ASSERT( my_grainsize>0, "grainsize must be positive" ); } //! Beginning of range. const_iterator begin() const {return my_begin;} //! One past last value in range. const_iterator end() const {return my_end;} //! Size of the range /** Unspecified if end()<begin(). */ size_type size() const { __TBB_ASSERT( !(end()<begin()), "size() unspecified if end()<begin()" ); return size_type(my_end-my_begin); } //! The grain size for this range. size_type grainsize() const {return my_grainsize;} //------------------------------------------------------------------------ // Methods that implement Range concept //------------------------------------------------------------------------ //! True if range is empty. bool empty() const {return !(my_begin<my_end);} //! True if range is divisible. /** Unspecified if end()<begin(). */ bool is_divisible() const {return my_grainsize<size();} //! Split range. /** The new Range *this has the second half, the old range r has the first half. Unspecified if end()<begin() or !is_divisible(). */ blocked_range( blocked_range& r, split ) : my_end(r.my_end), my_begin(do_split(r)), my_grainsize(r.my_grainsize) {} private: /** NOTE: my_end MUST be declared before my_begin, otherwise the forking constructor will break. */ Value my_end; Value my_begin; size_type my_grainsize; //! Auxilary function used by forking constructor. /** Using this function lets us not require that Value support assignment or default construction. */ static Value do_split( blocked_range& r ) { __TBB_ASSERT( r.is_divisible(), "cannot split blocked_range that is not divisible" ); Value middle = r.my_begin + (r.my_end-r.my_begin)/2u; r.my_end = middle; return middle; } template<typename RowValue, typename ColValue> friend class blocked_range2d; template<typename RowValue, typename ColValue, typename PageValue> friend class blocked_range3d; }; } // namespace tbb #endif /* __TBB_blocked_range_H */
从代码里可以看到blocked_range有3个constructor,一个不接收参数,一个处理split(split的概念后面再讲),而我们示例里用到的是:
blocked_range( Value begin_, Value end_, size_type grainsize_=1 ) : my_end(end_), my_begin(begin_), my_grainsize(grainsize_) { __TBB_ASSERT( my_grainsize>0, "grainsize must be positive" ); }
第一个参数表示起始,第二个参数表示结束,它们的类型为const_iterator,表示的区间为[begin,end)这样一个半开区间。
第三个参数,grainsize,表示的是一个“合适的大小”块,这个块会在一个循环中进行处理,如果数组比这个grainsize还大,parallel_for会把它分割为独立的block,然后分别进行调度(有可能由多个线程进行处理)。
这样我们知道,grainsize其实决定了TBB什么时候对数据进行划分,如果我们把grainsize指定得太小,那就可能会导致产生过多得block,从而使得不同block间的overhead增加(比如多个线程间切换的代价),有可能会使性能下降。相反,如果grainsize设得太大,以致于这个数组几乎没有被划分,那又会导致不能发挥parallel_for期望达到的并行效果,也没有达到理想得性能。
所以我们在决定grainsize时需要小心,最好是能够经过调整测试后得到的值,当然你也可以如本例中一样不指定,让TBB帮你来决定合适的值(一般不是最优的)。
一个调整grainsize的经验性步骤:
1首先把grainsize设得比预想的要大一些,通常设为10000
2在单处理机机器上运行,得到性能数据
3把grainsize减半,看性能降低多少,如果降低在5%-10%之间,那这个grainsize就已经是一个不错的设定了
partitioner
看完blocked_range,再来看跟它很关联的另一个概念partitioner,顾名思义,partitioner就是指示怎么进行划分block的东东。在示例的parallel_for调用中,第3个参数就指定了一个partitioner,这里我们使用的是simple_partitioner。
TBB里提供了两个partitioner,一个是我们用到的simple_partitioner,另一个是auto_partitioner。
simple_partitioner是parallel_for(以及后面会讲到的parallel_reduce,parallel_scan)的缺省partitioner。simple_partitioner有如下特性:
1 概念简单
2 确保分割不会超过grainsize大小,这样你可以假定operator()的最大范围不会超过grainsize
3它可以针对特定机器调节
simple_partitioner的缺点在于它需要你确定出一个合适的grainsize,而合适的grainsize并不是那么容易得到的。
另一个partitioner:auto_partitioner,它依赖于一定的规则自动决定划分,在线程间负载均衡和线程切换代价间寻找一个平衡,当然普适的一般就不是对于所有都是最好的~~~
如果我们想用auto_partitioner,那只要把示例里的simple_partitioner替换一下即可,要注意的是,既然auto_partitioner是自动决定分割的,那指定的grainsize就没有太大意义了。
一般情况下,建议使用auto_partitioner,除非你有足够的时间和精力去优化出一个比较好的grainsize~~~
parallel_for
最后,终于看到我们最关键的主题了:parallel_for,这是一个算法,类似于STL里的sort、for_each等。
直接步入主题,我们来看parallel_for的源码吧,在tbb/parallel_for.h中:
#ifndef __TBB_parallel_for_H #define __TBB_parallel_for_H #include "task.h" #include "partitioner.h" #include <new> namespace tbb { //! @cond INTERNAL namespace internal { //! Task type used in parallel_for /** @ingroup algorithms */ template<typename Range, typename Body, typename Partitioner> class start_for: public task { Range my_range; const Body my_body; typename Partitioner::partition_type my_partition; /*override*/ task* execute(); //! Constructor for root task. start_for( const Range& range, const Body& body, Partitioner& partitioner ) : my_range(range), my_body(body), my_partition(partitioner) { } //! Splitting constructor used to generate children. /** this becomes left child. Newly constructed object is right child. */ start_for( start_for& parent, split ) : my_range(parent.my_range,split()), my_body(parent.my_body), my_partition(parent.my_partition,split()) { my_partition.set_affinity(*this); } //! Update affinity info, if any. /*override*/ void note_affinity( affinity_id id ) { my_partition.note_affinity( id ); } public: static void run( const Range& range, const Body& body, const Partitioner& partitioner ) { if( !range.empty() ) { #if !__TBB_EXCEPTIONS || TBB_JOIN_OUTER_TASK_GROUP start_for& a = *new(task::allocate_root()) start_for(range,body,const_cast<Partitioner&>(partitioner)); #else // Bound context prevents exceptions from body to affect nesting or sibling algorithms, // and allows users to handle exceptions safely by wrapping parallel_for in the try-block. task_group_context context; start_for& a = *new(task::allocate_root(context)) start_for(range,body,const_cast<Partitioner&>(partitioner)); #endif /* __TBB_EXCEPTIONS && !TBB_JOIN_OUTER_TASK_GROUP */ task::spawn_root_and_wait(a); } } #if __TBB_EXCEPTIONS static void run( const Range& range, const Body& body, const Partitioner& partitioner, task_group_context& context ) { if( !range.empty() ) { start_for& a = *new(task::allocate_root(context)) start_for(range,body,const_cast<Partitioner&>(partitioner)); task::spawn_root_and_wait(a); } } #endif /* __TBB_EXCEPTIONS */ }; template<typename Range, typename Body, typename Partitioner> task* start_for<Range,Body,Partitioner>::execute() { if( !my_range.is_divisible() || my_partition.should_execute_range(*this) ) { my_body( my_range ); return my_partition.continue_after_execute_range(*this); } else { empty_task& c = *new( this->allocate_continuation() ) empty_task; recycle_as_child_of(c); c.set_ref_count(2); bool delay = my_partition.decide_whether_to_delay(); start_for& b = *new( c.allocate_child() ) start_for(*this,split()); my_partition.spawn_or_delay(delay,*this,b); return this; } } } // namespace internal //! @endcond // Requirements on Range concept are documented in blocked_range.h /** page parallel_for_body_req Requirements on parallel_for body Class c Body implementing the concept of parallel_for body must define: - code Body::Body( const Body& ); endcode Copy constructor - code Body::~Body(); endcode Destructor - code void Body::operator()( Range& r ) const; endcode Function call operator applying the body to range c r. **/ /** ame parallel_for See also requirements on ef range_req "Range" and ef parallel_for_body_req "parallel_for Body". **/ //@{ //! Parallel iteration over range with simple partitioner, or default partitioner if no partitioner is specified. /** @ingroup algorithms **/ template<typename Range, typename Body> void parallel_for( const Range& range, const Body& body, const simple_partitioner& partitioner=simple_partitioner() ) { internal::start_for<Range,Body,simple_partitioner>::run(range,body,partitioner); } //! Parallel iteration over range with auto_partitioner. /** @ingroup algorithms **/ template<typename Range, typename Body> void parallel_for( const Range& range, const Body& body, const auto_partitioner& partitioner ) { internal::start_for<Range,Body,auto_partitioner>::run(range,body,partitioner); } //! Parallel iteration over range with affinity_partitioner. /** @ingroup algorithms **/ template<typename Range, typename Body> void parallel_for( const Range& range, const Body& body, affinity_partitioner& partitioner ) { internal::start_for<Range,Body,affinity_partitioner>::run(range,body,partitioner); } #if __TBB_EXCEPTIONS //! Parallel iteration over range with simple partitioner and user-supplied context. /** @ingroup algorithms **/ template<typename Range, typename Body> void parallel_for( const Range& range, const Body& body, const simple_partitioner& partitioner, task_group_context& context ) { internal::start_for<Range,Body,simple_partitioner>::run(range, body, partitioner, context); } //! Parallel iteration over range with auto_partitioner and user-supplied context. /** @ingroup algorithms **/ template<typename Range, typename Body> void parallel_for( const Range& range, const Body& body, const auto_partitioner& partitioner, task_group_context& context ) { internal::start_for<Range,Body,auto_partitioner>::run(range, body, partitioner, context); } //! Parallel iteration over range with affinity_partitioner and user-supplied context. /** @ingroup algorithms **/ template<typename Range, typename Body> void parallel_for( const Range& range, const Body& body, affinity_partitioner& partitioner, task_group_context& context ) { internal::start_for<Range,Body,affinity_partitioner>::run(range,body,partitioner, context); } #endif /* __TBB_EXCEPTIONS */ //@} } // namespace tbb #endif /* __TBB_parallel_for_H */
我们看到,parallel_for有两个版本,一个接收两个参数,一个接收三个参数:
range:指定划分block的范围
body:指定对block应用的操作,Body可以看成是一个操作子functor,它的operator(...)会以blocked_range为参数进行调用,当然如果我们传过来的是一个函数指针也是可以的,只要它能以blocked_range为参数进行调用
partitioner:指定划分器,可选的两种simple_partitioner和auto_partitioner
其实从parallel_for的prototypedeclaration和definition中我们可以明显地看到generic programming的意思,这里Range、Body、Partitioner其实都是GP里的concept,它们要求满足一定的policy,因此是典型的基于policy的design,当然这里的policy比起STL,有过之而无不及了。
参考:http://blog.chinaunix.net/uid-18872995-id-302624.html
parallel_for 循环访问一个索引范围,并在每次迭代时以并行方式执行用户提供的函数。
template < typename _Index_type, typename _Function, typename _Partitioner > void parallel_for( _Index_type_First, _Index_type_Last, _Index_type_Step, const _Function& _Func, _Partitioner&& _Part ); template < typename _Index_type, typename _Function > void parallel_for( _Index_type_First, _Index_type_Last, _Index_type_Step, const _Function& _Func ); template < typename _Index_type, typename _Function > void parallel_for( _Index_type_First, _Index_type_Last, const _Function& _Func, const auto_partitioner& _Part = auto_partitioner() ); template < typename _Index_type, typename _Function > void parallel_for( _Index_type_First, _Index_type_Last, const _Function& _Func, const static_partitioner& _Part ); template < typename _Index_type, typename _Function > void parallel_for( _Index_type_First, _Index_type_Last, const _Function& _Func, const simple_partitioner& _Part ); template < typename _Index_type, typename _Function > void parallel_for( _Index_type_First, _Index_type_Last, const _Function& _Func, affinity_partitioner& _Part );
_Index_type
用于迭代的索引类型。
_Function
每次迭代时将执行的函数的类型。
_Partitioner
使用进行分区所提供的范围分区程序的类型。
_First
要包含在迭代中的第一个索引。
_Last
索引一超过了要包含在迭代中的最后一个索引。
_Step
从 _First 至 _Last 迭代时的步长值。 此步长必须是正数。 如果该步骤小于 1,则会引发 invalid_argument。
_Func
要在每次迭代时执行的函数。 这可以是 lambda 表达式、函数指针或支持函数调用运算符某个版本的任意对象,具有签名 void operator()(_Index_type)。
_Part
对分区程序对象的引用。 参数可以是一个 constauto_partitioner&, conststatic_partitioner&, constsimple_partitioner& 或 affinity_partitioner& ,如果使用 affinity_partitioner 对象,引用必须是一个非常量左值引用,因此,算法可以存储将来的循环的状态可以重用。
参考:http://msdn.microsoft.com/zh-SG/library/dd505035
重要参考:http://book.51cto.com/art/201004/197560.htm