Question

我的目标是能够在Halide中模拟依赖于信号的高斯噪声。我有一个用OpenCV构建的模型，我现在移植到Halide。挑战是Halide的随机数发生器不是正态分布的，所以我需要使用外部函数来产生噪声值。

实现尝试使用C ++随机数生成器生成正态分布式噪声，使用Halide Func生成每个像素处噪声的信号依赖标准偏差，然后将噪声添加到renoise中的像素。下面我展示了功能的布局。

// Note: This is an implementation of the noise model found in the paper below:
// "Noise measurement for raw-data of digital imaging sensors by 
// automatic segmentation of non-uniform targets"
float get_normal_dist_rand( float mean, float std_dev ) {
  std::default_random_engine generator;
  std::normal_distribution<float> distribution(mean,std_dev);
  float out = distribution(generator);
  return out;
}

Func make_get_std_dev( Func *in_func ) {
  Var x, y, c;
  float q = 0.0060;
  float p = 0.0500;
  // std_dev = q * sqrt(unnoised_pixel - p)
  Func get_std_dev("get_std_dev");
    get_std_dev(x,y,c) = q * sqrt( (*in_func)(x,y,c) - p );
  return get_std_dev;
}

Func make_renoise( Func *in_func, Func *std_dev ) {
  Var x, y, c;
  // Noise parameters
  // noised_pixel = unnoised_pixel + 
  //                  gaussian_rand( std_dev = q * sqrt(unnoised_pixel - p) )
  // q and p values do not vary between channels
  Func renoise("renoise");
    renoise(x,y,c) = (*in_func)(x,y,c) +  
                       get_normal_dist_rand(0,(*std_dev)(x,y,c));   
  return renoise;
}

这对我来说很有意义，但不幸的是，当我尝试编译时，我收到以下错误：

../common/pipe_stages.cpp: In function 'Halide::Func make_renoise(Halide::Func*, Halide::Func*)':
../common/pipe_stages.cpp:223:64: error: cannot convert 'std::enable_if<true, Halide::FuncRef>::type {aka Halide::FuncRef}' to 'float' for argument '2' to 'float get_normal_dist_rand(float, float)'
                        get_normal_dist_rand(0,(*std_dev)(x,y,c));  
                                                                ^

因此似乎无法将Func的输出提供给C ++函数。我想这可以作为Halide的限制，但我并没有真正看到实现信号依赖的正态分布噪声的替代方案。还有另一种在Halide中使用外部C ++函数的方法吗？我见过人们谈论使用＆＃34; extern＆＃34;但不幸的是，关于该功能的文档似乎很轻，我无法找到我需要的东西。

Answer 1

您需要使用我们的一个外部机制来绑定到C ++代码。 HalideExtern_ *是两者中较容易的，并且可以让您拨打电话，一次获得一个随机数。唉测试/正确性/ c_function.cpp是这方面的直接例子，这将有所帮助，但可能更清楚。

出于效率原因，我希望你能一次请求一个随机数的缓冲区。这可以通过define_extern机制完成。 C ++函数必须参与边界推理，因此它涉及更多。对此的测试是正确性/ extern_producer.cpp。

我希望将我们的随机数转换成适当的分布，或者在Halide中实现随机数生成算法是获得真正快速生产代码的正确方法，但这可能比你想做的更多工作这工作最初。

Answer 2

你也可以使用Halide的RNG以及高斯的二项式近似：

Expr gaussian_random(Expr sigma) {
  return (random_float() + random_float() + random_float() - 1.5f) * 2 * sigma;
}

添加更多randomFloat实例，以便越来越接近真正的正态分布。

如何在Halide中使用C ++随机函数？

2 个答案: