OpenCV中适用华为昇腾（Ascend）后端的逐元素操作（Per-element Operations）

• 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

针对华为昇腾（Ascend）后端的逐元素操作（Per-element Operations），这些操作通常用于图像处理和计算机视觉任务，通过 Ascend NPU 提供加速。这类操作包括但不限于加法、减法、乘法等基本算术运算，以及更复杂的颜色空间转换、阈值处理等。

具体的函数和实现细节可能会根据 OpenCV 版本以及 Ascend SDK 的集成有所不同，但以下是一些常见的逐元素操作及其 C++ 示例代码。

请注意，因为 cv::cann 命名空间下的函数不是标准 OpenCV 库的一部分，而是特定于支持 Ascend 加速的扩展模块，所以确保你使用的 OpenCV 版本已正确集成了对 Ascend 的支持，并且你的开发环境已经配置好相应的库和头文件。

主要函数

加法 (cv::cann::add)

函数原型

void cv::cann::add
(const InputArray src1,const InputArray src2,OutputArray dst,const InputArray mask = noArray(),int dtype = -1,AscendStream &stream = AscendStream::Null()
);

参数介绍

• src1: 第一个输入数组。
• src2: 第二个输入数组。
• dst: 输出数组，与输入大小和类型相同（除非指定了不同的dtype）。
• mask: 可选掩码，8位单通道数组，指定要更改的输出数组元素。
• dtype: 输出数组的数据类型，若为-1，则使用输入的深度。
• stream: Ascend流对象，用于异步执行。

示例代码

include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/cann/cann.hpp>int main(){cv::Mat src1 = cv::Mat::ones(480, 640, CV_8UC3) * 50;cv::Mat src2 = cv::Mat::ones(480, 640, CV_8UC3) * 100;cv::Mat dst;cv::cann::AscendStream stream;cv::cann::add(src1, src2, dst, cv::noArray(), -1, stream);stream.waitForCompletion();cv::imshow("Add Result", dst);cv::waitKey(0);return 0;
}

减法 (cv::cann::subtract)

函数原型

void cv::cann::subtract
(const InputArray src1,const InputArray src2,OutputArray dst,const InputArray mask = noArray(),int dtype = -1,AscendStream &stream = AscendStream::Null()
);

参数介绍

同cv::cann::add。

示例代码

int main() {cv::Mat src1 = cv::Mat::ones(480, 640, CV_8UC3) * 100;cv::Mat src2 = cv::Mat::ones(480, 640, CV_8UC3) * 50;cv::Mat dst;cv::cann::AscendStream stream;cv::cann::subtract(src1, src2, dst, cv::noArray(), -1, stream);stream.waitForCompletion();cv::imshow("Subtract Result", dst);cv::waitKey(0);return 0;
}

乘法 (cv::cann::multiply)

函数原型

v

oid cv::cann::multiply
(const InputArray src1,const InputArray src2,OutputArray dst,double scale = 1,int dtype = -1,AscendStream &stream = AscendStream::Null()
);

参数介绍

• scale: 缩放因子，默认值为1。
• 其他参数同上。

示例代码

int main() {cv::Mat src1 = cv::Mat::ones(480, 640, CV_8UC3) * 50;cv::Mat src2 = cv::Mat::ones(480, 640, CV_8UC3) * 2;cv::Mat dst;cv::cann::AscendStream stream;cv::cann::multiply(src1, src2, dst, 1.0, -1, stream);stream.waitForCompletion();cv::imshow("Multiply Result", dst);cv::waitKey(0);return 0;
}

除法 (cv::cann::divide)

函数原型

void cv::cann::divide
(const InputArray src1,const InputArray src2,OutputArray dst,double scale = 1,int dtype = -1,AscendStream &stream = AscendStream::Null()
);

参数介绍

• scale: 缩放因子，默认值为1。
• 其他参数同上。

示例代码

int main() {cv::Mat src1 = cv::Mat::ones(480, 640, CV_8UC3) * 100;cv::Mat src2 = cv::Mat::ones(480, 640, CV_8UC3) * 2;cv::Mat dst;cv::cann::AscendStream stream;cv::cann::divide(src1, src2, dst, 1.0, -1, stream);stream.waitForCompletion();cv::imshow("Divide Result", dst);cv::waitKey(0);return 0;
}

按位与 (cv::cann::bitwise_and)

函数原型

void cv::cann::bitwise_and
(const InputArray src1,const InputArray src2,OutputArray dst,const InputArray mask = noArray(),AscendStream &stream = AscendStream::Null()
);

参数介绍

• src1: 第一个输入数组或标量。
• src2: 第二个输入数组或标量。
• dst: 输出数组，与输入大小和类型相同。
• mask: 可选掩码，8位单通道数组，指定要更改的输出数组元素。
• stream: Ascend流对象，用于异步执行。

示例代码

int main() {cv::Mat src1 = (cv::Mat_<uchar>(3, 3) << 0xFF, 0x0F, 0xF0,0xAA, 0x55, 0x00,0xFF, 0xFF, 0x00);cv::Mat src2 = (cv::Mat_<uchar>(3, 3) << 0x0F, 0x0F, 0x0F,0x0F, 0x0F, 0x0F,0x0F, 0x0F, 0x0F);cv::Mat dst;cv::cann::AscendStream stream;cv::cann::bitwise_and(src1, src2, dst, cv::noArray(), stream);stream.waitForCompletion();std::cout << "Result of bitwise_and:\n" << dst << std::endl;return 0;
}

按位非 (cv::cann::bitwise_not)

函数原型

void cv::cann::bitwise_not
(const InputArray src,OutputArray dst,const InputArray mask = noArray(),AscendStream &stream = AscendStream::Null()
);

参数介绍

• src: 输入数组或标量。
• dst: 输出数组，与输入大小和类型相同。
• mask: 可选掩码，8位单通道数组，指定要更改的输出数组元素。
• stream: Ascend流对象，用于异步执行。

示例代码

int main() {cv::Mat src = (cv::Mat_<uchar>(2, 2) << 0x00, 0xFF,0xAA, 0x55);cv::Mat dst;cv::cann::AscendStream stream;cv::cann::bitwise_not(src, dst, cv::noArray(), stream);stream.waitForCompletion();std::cout << "Result of bitwise_not:\n" << dst << std::endl;return 0;
}

按位或 (cv::cann::bitwise_or)

函数原型

void cv::cann::bitwise_or
(const InputArray src1,const InputArray src2,OutputArray dst,const InputArray mask = noArray(),AscendStream &stream = AscendStream::Null()
);

参数介绍

• 同cv::cann::bitwise_and。

示例代码

类似于cv::cann::bitwise_and，只需将bitwise_and替换为bitwise_or。

按位异或 (cv::cann::bitwise_xor)

函数原型

void cv::cann::bitwise_xor
(const InputArray src1,const InputArray src2,OutputArray dst,const InputArray mask = noArray(),AscendStream &stream = AscendStream::Null()
);

参数介绍

同cv::cann::bitwise_and。

示例代码

类似于cv::cann::bitwise_and，只需将bitwise_and替换为bitwise_xor。

阈值处理 (cv::cann::threshold)

函数原型

double cv::cann::threshold
(const InputArray src,OutputArray dst,double thresh,double maxval,int type,AscendStream &stream = AscendStream::Null()
);

参数介绍

• thresh: 阈值。
• maxval: 最大值，用于某些类型的阈值处理。
• type: 阈值处理类型（如THRESH_BINARY, THRESH_TOZERO等）。
• stream: Ascend流对象，用于异步执行。

示例代码

int main() {cv::Mat src = (cv::Mat_<uchar>(3, 3) << 50, 100, 150,200, 20,  30,80,  90, 100);cv::Mat dst;cv::cann::AscendStream stream;double thresholdValue = 100;double maxValue = 255;int thresholdType = cv::THRESH_BINARY;double otsuThreshold = cv::cann::threshold(src, dst, thresholdValue, maxValue, thresholdType, stream);stream.waitForCompletion();std::cout << "Otsu Threshold Value: " << otsuThreshold << std::endl;std::cout << "Threshold Result:\n" << dst << std::endl;return 0;
}