OpenCV CUDA模块设备层-----高效地计算两个 uint 类型值的带权重平均值

• 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，用于高效地计算两个 uint 类型值的带权重平均值。

该函数返回两个无符号整数 a 和 b 的加权平均值，权重为：

return (a * 3 + b) / 4;

函数原型

__device__ __forceinline__ uint cv::cudev::vavg4(uint a, uint b)

参数

• a uint 第一个无符号整数（权重为 3）
• b uint 第二个无符号整数（权重为 1）

代码

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

using namespace cv::cudev;

// CUDA kernel
template <typename T>
__global__ void computeWeightedAvgKernel(
    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>(vavg4(a, b));  // (a*3 + b)/4
    }
}

int main() {
    // 读取两幅图像
    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_avg;
    d_src1.upload(h_src1);
    d_src2.upload(h_src2);
    d_avg.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）
    computeWeightedAvgKernel<uchar><<<grid, block>>>(d_src1, d_src2, d_avg, d_src1.cols, d_src1.rows);

    // 下载结果并显示
    cv::Mat h_avg;
    d_avg.download(h_avg);
    cv::imshow("Original Image 1", h_src1);
    cv::imshow("Original Image 2", h_src2);
    cv::imshow("Weighted Averaged Image", h_avg);
    cv::waitKey(0);

    return 0;
}

运行结果