Halide 實務心得 4

這陣子因為同事在弄 Hexagon DSP 且需要實作 Laplacian Pyramid 來完成所需功能, 由於這是 Halide 當初推出時 paper 內說明的範例, 所以搜尋了一下檔名, 建議他參考 Halide git repo 內的 Laplacian 範例.

今日與演算開發者開會討論時, 這位同事建議演算開發者考慮去使用 Halide language, 並且以當中的 downsample 為範例解說給演算開發的同事聽. 這時我注意到了 downsample 中有著先前沒看過, 另外也沒在任何 Halide 文件 / 教學文件提到的東西:

using Halide::_;

最有趣的是透過使用 "_" 所實作的 downsample Funciton:

Func downsample(Func f)
{
    using Halide::_;
    Func downx, downy;
    downx(x, y, _) = (
        f(2 * x - 1, y, _) +
        3.0f * (f(2 * x, y, _) + f(2 * x + 1, y, _)) +
        f(2 * x + 2, y, _)
    ) / 8.0f;
    downy(x, y, _) = (
        downx(x, 2 * y - 1, _) +
        3.0f * (downx(x, 2 * y, _) + downx(x, 2 * y + 1, _)) +
        downx(x, 2 * y + 2, _)
    ) / 8.0f;
    return downy;
}

很明顯地, "Halide::_" 是用來處理 function 內 argument / dimension 不定數量的問題. 然而詳細的使用應該有正式的解說, 經過搜尋後發現在 Halide 文件中的 Var 當中, 這個功能稱為 Implicit Variable Constructor. 文件中的解釋為: "Implicit variables are injected automatically into a function call if the number of arguments to the function are fewer than its dimensionality and a placeholder ("_") appears in its argument list. Defining a function to equal an expression containing implicit variables similarly appends those implicit variables, in the same order, to the left-hand-side of the definition where the placeholder ('_') appears." 這也就是說在 function 呼叫若使用了 "_" 在參數 list 中 , 一旦參數的數目少於函數所需參數, 將會自動對應遞補足. 透過使用 implicit variable "_" 來定義一個函數, 這表示函數有著以 "_" 出現所代表的參數 list. 

透過 implicit variable constructor 如此可以無論傳進的 Func f 有幾個參數, 像是對於影像處理的函數而言, 最前面兩個參數能固定被使用作為座標的 (x, y), 而對應的維度在處理時將直接補足對應. 因此無論純 2D 黑白影像可以套用外, 3D (有3個參數, 分別為 Width, Height, Channels) 的 RGB / RGBA / YUV444 等等影像都可以直接套用這個 downsample 來處理, 更重要的是參數更多的更高維度資料都可以因此而透過單一實作來處理. 另外應可以搭配 RDom / RVar 來使用, 像是上述程式碼中的 downx / downy 的範圍, 搭配 RDom 來使用, 應該能實作出更為簡潔的 Func 表示方式.