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OpenCV CUDA模块中逐元素操作------数学函数

ai 2025/8/26 6:00:11

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

在OpenCV的CUDA模块中，确实存在一系列用于执行逐元素数学运算的函数，包括指数、对数、平方根等。这些函数对于高级图像处理算法非常有用，比如计算图像梯度幅值时可能用到的平方根操作。

主要函数

1. 指数 - cv::cuda::exp

描述：计算每个数组元素的自然指数（e的幂）。
#### 函数原型

 void cv::cuda::exp(InputArray src, OutputArray dst, Stream& stream = Stream::Null());

参数

src: 输入数组。
dst: 输出数组。
stream: CUDA流用于异步执行（可选）。

2. 对数 - cv::cuda::log

描述：计算每个数组元素的自然对数。

函数原型：与cv::cuda::exp类似，但执行的是对数操作。

3. 平方根 - cv::cuda::sqrt

描述：计算每个数组元素的平方根。

函数原型

void cv::cuda::sqrt
(
InputArray src,
OutputArray dst,
Stream& stream = Stream::Null()
);

参数

src: 输入数组。
dst: 输出数组。
stream: CUDA流用于异步执行（可选）。

代码示例

#include <iostream>
#include <opencv2/cudaarithm.hpp>
#include <opencv2/opencv.hpp>int main()
{// 创建一个测试图像（单通道浮点型）cv::Mat h_image = cv::Mat::ones( 512, 512, CV_32FC1 );h_image( cv::Rect( 100, 100, 100, 100 ) ).setTo( cv::Scalar( 0.5 ) );h_image( cv::Rect( 300, 300, 100, 100 ) ).setTo( cv::Scalar( 2.0 ) );// 上传到GPUcv::cuda::GpuMat d_image;d_image.upload( h_image );// 结果GPU矩阵cv::cuda::GpuMat d_exp_result, d_log_result, d_sqrt_result;// 指数运算cv::cuda::exp( d_image, d_exp_result );// 对数运算（加1防止log(0)）cv::cuda::GpuMat d_temp;cv::cuda::add( d_image, cv::Scalar( 1.0 ), d_temp );  // 替代 d_image + 1.0cv::cuda::log( d_temp, d_log_result );// 平方根cv::cuda::sqrt( d_image, d_sqrt_result );// sin / cos 需要回到CPU执行cv::Mat h_sin_result, h_cos_result;// 先下载回CPUcv::Mat h_exp_result, h_log_result, h_sqrt_result;d_exp_result.download( h_exp_result );d_log_result.download( h_log_result );d_sqrt_result.download( h_sqrt_result );cv::Mat h_data;d_image.download( h_data );// 显示结果cv::imshow( "Original", h_data / 2.0 );cv::imshow( "Exp", h_exp_result );cv::imshow( "Log", h_log_result );cv::imshow( "Sqrt", h_sqrt_result );cv::waitKey( 0 );return 0;
}