c++ - 图像过滤器 : Results with OpenCL differ from CPU version

Question

我正在尝试用 OpenCL 编写一个简单的图像过滤器。滤镜应采用 32bpp 彩色图像(通过 LockBits(..) 从 System::Drawing::Bitmap 获得)，将像素转换为灰度并应用 3x3过滤矩阵。生成的图像应该能够显示为 8bpp Bitmap，即使用 Format8bppIndexed。

我有一个内核可以做一些事情，还有一个我认为应该做同样事情的单线程 CPU 解决方案。然而，问题是生成的图像是不同的:OpenCL 处理的图像更亮，几乎全身都是白色，而 CPU 图像看起来还不错——几乎就像只转换为灰度图像一样。

这是 CPU 解决方案:

static float filter[] = { -1.0f, -1.0f, -1.0f, -1.0f, 9.0f, -1.0f, -1.0f, -1.0f, -1.0f };
static float filterNorm = 1.0f;

for (int y = 0; y < height; ++y) {
    for (int x = 0; x < width; ++x) {
        float gray = 0.0f;

        size_t ia = 0;
        for (int yi = -1; yi <= 1; ++yi) {
            for (int xi = -1; xi <= 1; ++xi) {
                int xx = x + xi;
                if (xx < 0) xx = 0;
                if (xx >= width) xx = width - 1;
                int yy = y + yi;
                if (yy < 0) yy = 0;
                if (yy >= height) yy = height - 1;
                size_t idx = 4 * (yy * width + xx);
                float r = ((float)inputData32bpp[idx + 0] / 255.0f);
                float g = ((float)inputData32bpp[idx + 1] / 255.0f);
                float b = ((float)inputData32bpp[idx + 2] / 255.0f);
                gray += (filter[ia] * ((r + g + b)/3.0f));
                ++ia;
            }
        }
        gray /= filterNorm;

        if (gray < 0.0f) gray = 0.0f;
        if (gray > 1.0f) gray = 1.0f;

        size_t idx8 = y * width + x;
        outputData8bpp[idx8] = (unsigned char)(gray * 255.0);
    }
}

我正在转换为 float ，因为我想实现类似于 OpenCL 内核的行为，由于图像格式 (CL_UNORM_INT8)，它也适用于 floats。我知道 channel 顺序可能是 BGR 而不是 RGB，但是在像这里这样转换为灰度时这应该无关紧要。

OpenCL 主机代码是这样的:

static cl::ImageFormat formatBGRA(CL_BGRA, CL_UNORM_INT8);
static cl::ImageFormat formatGray(CL_LUMINANCE, CL_UNORM_INT8);

cl_int err = 0;
cl::Image2D inputImage(context, CL_MEM_READ_ONLY | CL_MEM_USE_HOST_PTR,
    formatBGRA, width, height, 0U, inputData32bpp, &err);
cl::Image2D outputImage(context, CL_MEM_READ_WRITE,
    formatGray, width, height, 0U, NULL, &err);

cl::Kernel& imgKernel = kernels[1];
err = imgKernel.setArg(0, inputImage);
err = imgKernel.setArg(1, outputImage);

err = queue.enqueueNDRangeKernel(imgKernel, cl::NDRange(0, 0), cl::NDRange(width, height));

err = queue.enqueueReadImage(outputImage, true, cl::size_t<3>(), getRegion(width, height),
    width * sizeof(unsigned char), 0, outputData8bpp);

我使用的是 C++ OpenCL API，而不是 C 语言 API。主机代码确实工作；我一直在成功地将它与更简单的内核一起使用。现在，这里的内核是这样的:

__constant sampler_t sampler = CLK_NORMALIZED_COORDS_FALSE |
    CLK_ADDRESS_CLAMP_TO_EDGE | CLK_FILTER_NEAREST;

__kernel void sharpening(__read_only image2d_t inputImg, __write_only image2d_t outputImg) {

    int2 coord0 = (int2)(get_global_id(0), get_global_id(1));
    float matrix[9] = { -1.0f, -1.0f, -1.0f, -1.0f, 9.0f, -1.0f, -1.0f, 1.0f, 1.0f };

    float gray = 0.0f;
    int k = 0;
    for (int y = -1; y <= 1; ++y) {
        for (int x = -1; x <= 1; ++x) {
            int2 coord = coord0 + (int2)(x, y);
            float4 color = read_imagef(inputImg, sampler, coord);
            gray += (matrix[k] * ((color.x + color.y + color.z) /  3.0f));
            ++k;
        }
    }

    gray = clamp(gray, 0.0f, 1.0f);
    write_imagef(outputImg, coord0, (float4)(gray, gray, gray, 1));
}

为什么这个和CPU版本不一样？我想有一个我现在看不到的低级问题。我看过that question ，这让我担心我在这里遇到了类似的问题？

以防万一:我在 Surface Pro 2(即 Intel HD Graphics)上运行代码。

抱歉这么长的问题，希望有人能帮忙!

Answer 1

好吧，抱歉，显然这只是一个愚蠢的错误:OpenCL 内核中的过滤器矩阵是错误的，即与 CPU 版本不同，因此存在亮度差异。

关于仅关于 32bpp 或整数/ float 问题的谣言:是的，在 OpenCL 中可能有 8bpp 灰度图像。格式必须是CL_UNORM_INT8，这意味着像素必须通过read_imagef读取。读取内核中的像素总是返回具有四个分量的 vector 这一事实并不意味着图像总是 32bpp。它可能在内部看起来是这样表示的，但也可以从 8bpp 灰度图像中输入或读取 - 我问题中的代码证明了这一点。