liyujie
2025-08-28 786ff4f4ca2374bdd9177f2e24b503d43e7a3b93
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
/*
 * function: kernel_retinex
 * input:    image2d_t as read only
 * output:   image2d_t as write only
 */
 
#ifndef RETINEX_SCALE_SIZE
#define RETINEX_SCALE_SIZE 2
#endif
 
typedef struct {
    float    gain;
    float    threshold;
    float    log_min;
    float    log_max;
    float    width;
    float    height;
} CLRetinexConfig;
 
__constant float log_table[256] = {
    0.000000f, 0.693147f, 1.098612f, 1.386294f, 1.609438f, 1.791759f, 1.945910f, 2.079442f,
    2.197225f, 2.302585f, 2.397895f, 2.484907f, 2.564949f, 2.639057f, 2.708050f, 2.772589f,
    2.833213f, 2.890372f, 2.944439f, 2.995732f, 3.044522f, 3.091042f, 3.135494f, 3.178054f,
    3.218876f, 3.258097f, 3.295837f, 3.332205f, 3.367296f, 3.401197f, 3.433987f, 3.465736f,
    3.496508f, 3.526361f, 3.555348f, 3.583519f, 3.610918f, 3.637586f, 3.663562f, 3.688879f,
    3.713572f, 3.737670f, 3.761200f, 3.784190f, 3.806662f, 3.828641f, 3.850148f, 3.871201f,
    3.891820f, 3.912023f, 3.931826f, 3.951244f, 3.970292f, 3.988984f, 4.007333f, 4.025352f,
    4.043051f, 4.060443f, 4.077537f, 4.094345f, 4.110874f, 4.127134f, 4.143135f, 4.158883f,
    4.174387f, 4.189655f, 4.204693f, 4.219508f, 4.234107f, 4.248495f, 4.262680f, 4.276666f,
    4.290459f, 4.304065f, 4.317488f, 4.330733f, 4.343805f, 4.356709f, 4.369448f, 4.382027f,
    4.394449f, 4.406719f, 4.418841f, 4.430817f, 4.442651f, 4.454347f, 4.465908f, 4.477337f,
    4.488636f, 4.499810f, 4.510860f, 4.521789f, 4.532599f, 4.543295f, 4.553877f, 4.564348f,
    4.574711f, 4.584967f, 4.595120f, 4.605170f, 4.615121f, 4.624973f, 4.634729f, 4.644391f,
    4.653960f, 4.663439f, 4.672829f, 4.682131f, 4.691348f, 4.700480f, 4.709530f, 4.718499f,
    4.727388f, 4.736198f, 4.744932f, 4.753590f, 4.762174f, 4.770685f, 4.779123f, 4.787492f,
    4.795791f, 4.804021f, 4.812184f, 4.820282f, 4.828314f, 4.836282f, 4.844187f, 4.852030f,
    4.859812f, 4.867534f, 4.875197f, 4.882802f, 4.890349f, 4.897840f, 4.905275f, 4.912655f,
    4.919981f, 4.927254f, 4.934474f, 4.941642f, 4.948760f, 4.955827f, 4.962845f, 4.969813f,
    4.976734f, 4.983607f, 4.990433f, 4.997212f, 5.003946f, 5.010635f, 5.017280f, 5.023881f,
    5.030438f, 5.036953f, 5.043425f, 5.049856f, 5.056246f, 5.062595f, 5.068904f, 5.075174f,
    5.081404f, 5.087596f, 5.093750f, 5.099866f, 5.105945f, 5.111988f, 5.117994f, 5.123964f,
    5.129899f, 5.135798f, 5.141664f, 5.147494f, 5.153292f, 5.159055f, 5.164786f, 5.170484f,
    5.176150f, 5.181784f, 5.187386f, 5.192957f, 5.198497f, 5.204007f, 5.209486f, 5.214936f,
    5.220356f, 5.225747f, 5.231109f, 5.236442f, 5.241747f, 5.247024f, 5.252273f, 5.257495f,
    5.262690f, 5.267858f, 5.273000f, 5.278115f, 5.283204f, 5.288267f, 5.293305f, 5.298317f,
    5.303305f, 5.308268f, 5.313206f, 5.318120f, 5.323010f, 5.327876f, 5.332719f, 5.337538f,
    5.342334f, 5.347108f, 5.351858f, 5.356586f, 5.361292f, 5.365976f, 5.370638f, 5.375278f,
    5.379897f, 5.384495f, 5.389072f, 5.393628f, 5.398163f, 5.402677f, 5.407172f, 5.411646f,
    5.416100f, 5.420535f, 5.424950f, 5.429346f, 5.433722f, 5.438079f, 5.442418f, 5.446737f,
    5.451038f, 5.455321f, 5.459586f, 5.463832f, 5.468060f, 5.472271f, 5.476464f, 5.480639f,
    5.484797f, 5.488938f, 5.493061f, 5.497168f, 5.501258f, 5.505332f, 5.509388f, 5.513429f,
    5.517453f, 5.521461f, 5.525453f, 5.529429f, 5.533389f, 5.537334f, 5.541264f, 5.545177f
};
 
__kernel void kernel_retinex (
    __read_only image2d_t input_y, __read_only image2d_t input_uv,
    __read_only image2d_t ga_input0,
#if RETINEX_SCALE_SIZE > 1
    __read_only image2d_t ga_input1,
#endif
#if RETINEX_SCALE_SIZE > 2
    __read_only image2d_t ga_input2,
#endif
    __write_only image2d_t output_y, __write_only image2d_t output_uv,
    CLRetinexConfig re_config)
{
    int x = get_global_id (0);
    int y = get_global_id (1);
    sampler_t sampler_orig = CLK_NORMALIZED_COORDS_FALSE | CLK_ADDRESS_CLAMP_TO_EDGE | CLK_FILTER_NEAREST;
    sampler_t sampler_ga = CLK_NORMALIZED_COORDS_TRUE | CLK_ADDRESS_CLAMP_TO_EDGE | CLK_FILTER_LINEAR;
 
    float4 y_out, uv_in;
    float4 y_in, y_ga[RETINEX_SCALE_SIZE];
    float4 y_in_lg, y_lg;
    int i;
 
    y_in = read_imagef(input_y, sampler_orig, (int2)(x, y)) * 255.0f;
    y_in_lg.x = log_table[convert_int(y_in.x)];
    y_in_lg.y = log_table[convert_int(y_in.y)];
    y_in_lg.z = log_table[convert_int(y_in.z)];
    y_in_lg.w = log_table[convert_int(y_in.w)];
 
    float ga_x_step = 1.0f / re_config.width;
    float2 pos_ga = (float2)(x * 4.0f * ga_x_step, y / re_config.height);
    y_ga[0].x = read_imagef(ga_input0, sampler_ga, pos_ga).x * 255.0f;
    pos_ga.x += ga_x_step;
    y_ga[0].y = read_imagef(ga_input0, sampler_ga, pos_ga).x * 255.0f;
    pos_ga.x += ga_x_step;
    y_ga[0].z = read_imagef(ga_input0, sampler_ga, pos_ga).x * 255.0f;
    pos_ga.x += ga_x_step;
    y_ga[0].w = read_imagef(ga_input0, sampler_ga, pos_ga).x * 255.0f;
 
#if RETINEX_SCALE_SIZE > 1
    y_ga[1].x = read_imagef(ga_input1, sampler_ga, pos_ga).x * 255.0f;
    pos_ga.x += ga_x_step;
    y_ga[1].y = read_imagef(ga_input1, sampler_ga, pos_ga).x * 255.0f;
    pos_ga.x += ga_x_step;
    y_ga[1].z = read_imagef(ga_input1, sampler_ga, pos_ga).x * 255.0f;
    pos_ga.x += ga_x_step;
    y_ga[1].w = read_imagef(ga_input1, sampler_ga, pos_ga).x * 255.0f;
#endif
 
#if RETINEX_SCALE_SIZE > 2
    y_ga[2].x = read_imagef(ga_input2, sampler_ga, pos_ga).x * 255.0f;
    pos_ga.x += ga_x_step;
    y_ga[2].y = read_imagef(ga_input2, sampler_ga, pos_ga).x * 255.0f;
    pos_ga.x += ga_x_step;
    y_ga[2].z = read_imagef(ga_input2, sampler_ga, pos_ga).x * 255.0f;
    pos_ga.x += ga_x_step;
    y_ga[2].w = read_imagef(ga_input2, sampler_ga, pos_ga).x * 255.0f;
#endif
 
 
    y_lg = (float4) (0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
#pragma unroll
    for (int i = 0; i < RETINEX_SCALE_SIZE; ++i) {
        y_lg.x += y_in_lg.x - log_table[convert_int(y_ga[i].x)];
        y_lg.y += y_in_lg.y - log_table[convert_int(y_ga[i].y)];
        y_lg.z += y_in_lg.z - log_table[convert_int(y_ga[i].z)];
        y_lg.w += y_in_lg.w - log_table[convert_int(y_ga[i].w)];
    }
    y_lg = y_lg / (float)(RETINEX_SCALE_SIZE);
 
    //y_out = re_config.gain * (y_in + 20.0f) / 128.0f * (y_lg - re_config.log_min);
    y_out = re_config.gain * (y_ga[0] + 20.0f) / 128.0f * (y_lg - re_config.log_min);
    write_imagef(output_y, (int2)(x, y), y_out);
 
    // copy UV
    if(y % 2 == 0) {
        float2 avg_y_out, avg_y_in, gain_y;
        float4 uv_out, gain_uv;
        y_in = y_in / 255.0f;
        avg_y_in = (float2)((y_in.x + y_in.y) * 0.5f, (y_in.z + y_in.w) * 0.5f);
        avg_y_out = (float2)((y_out.x + y_out.y) * 0.5f, (y_out.z + y_out.w) * 0.5f);
        avg_y_out = clamp (avg_y_out, 0.0f, 1.0f);
        avg_y_in = (avg_y_in > 0.5f) ? (1.0f - avg_y_in) : avg_y_in;
        avg_y_out = (avg_y_out > 0.5f) ? (1.0f - avg_y_out) : avg_y_out;
        gain_y = (avg_y_out + 0.1f) / (avg_y_in + 0.05f);
        gain_y = gain_y * (avg_y_in * 2.0f + 1.0f);
 
        uv_in = read_imagef(input_uv, sampler_orig, (int2)(x, y / 2)) - 0.5f;
        float2 v_coef = 1.01f / (1.13f * uv_in.xz + 0.01f);
        float2 v_gain_1 = v_coef - avg_y_in * v_coef;
        float2 v_gain_2 = -v_coef;
        float2 v_gain_min = (v_gain_1 < v_gain_2) ? v_gain_1 : v_gain_2;
        float2 v_gain_max = (v_gain_1 < v_gain_2) ? v_gain_2 : v_gain_1;
        v_gain_min = max (v_gain_min, 0.1f);
        v_gain_max = max (v_gain_max, 0.1f);
        gain_y = clamp (gain_y, v_gain_min, v_gain_max);
 
        float2 u_coef = 1.01f / (2.03f * uv_in.yw + 0.01f);
        float2 u_gain_1 = u_coef - avg_y_in * u_coef;
        float2 u_gain_2 = -u_coef;
        float2 u_gain_min = (u_gain_1 < u_gain_2) ? u_gain_1 : u_gain_2;
        float2 u_gain_max = (u_gain_1 < u_gain_2) ? u_gain_2 : u_gain_1;
        u_gain_min = max (u_gain_min, 0.1f);
        u_gain_max = max (u_gain_max, 0.1f);
        gain_y = clamp (gain_y, u_gain_min, u_gain_max);
        gain_uv = (float4) (gain_y, gain_y);
        //printf (" (%.2f) ", gain_uv.x);
        uv_out = uv_in * gain_uv + 0.5f;
        write_imagef(output_uv, (int2)(x, y / 2), uv_out);
    }
}