2011-08-13

自由けんきゅう ARM Neon ベクトル並列計算

goofo2011-08-13

Xperia Neo で実験している Harris 特徴点追尾プログラム。追尾は数ミリ秒なのにその前の特徴点検知が100ミリ秒近くかかる。
そこでARMのベクトル並列計算アーキテクチャをお手軽につかえるGCCのNeon intrinsics 拡張で計算の重い部分を記述してみた。

コードの文面はこんな感じ：

        /******** Update the Cache ********/
        {
          const unsigned char * base = &( pixmap_in[ py * width ] );
          short int * const     qxx  = &( Qxx[ down2 ] );
          short int * const     qxy  = &( Qxy[ down2 ] );
          short int * const     qyy  = &( Qyy[ down2 ] );

	  int16x8_t	qxx_v;
	  int16x8_t	qxy_v;
	  int16x8_t	qyy_v;
          
          for (px=region_left; px < region_right; px += 8) {
            signed char delta_x[8];
	    signed char delta_y[8];
	    /* ８次元ベクトル変数宣言 gx_v, gy_v */
	    int8x8_t	gx_v;
	    int8x8_t	gy_v;
	    int		x;

            /* 画素値差分はalignmentの都合でループ。結果をgx_v, gy_vにロード */
	    for (x=0; x < 8; x++) {
	      delta_x[x] = base[ px+x+1     ] - base[ px+x-1     ];
	      delta_y[x] = base[ px+x+width ] - base[ px+x-width ];
	    }
	    gx_v	= vld1_s8( delta_x );
	    gy_v	= vld1_s8( delta_y );

            /* qxx[px] = gx * gx; ８並列かけ算し、結果格納。 */
	    qxx_v	= vmull_s8 ( gx_v, gx_v );
	    vst1q_s16	( &(qxx[px]), qxx_v );

            /* qyy[px] = gy * gy;  ８並列かけ算し、結果格納。 */
	    qyy_v	= vmull_s8 ( gy_v, gy_v );
	    vst1q_s16	( &(qyy[px]), qyy_v );

            /* qxy[px] = gx * gy;  ８並列かけ算し、結果格納。 */
	    qxy_v	= vmull_s8 ( gx_v, gy_v );
	    vst1q_s16	( &(qxy[px]), qxy_v );
          }
        }

なんとデバッグするまでもなく動作。実にお手軽。
特徴点検知部分が30~40ミリ秒程度で終わるようになった。

似たようなプログラムを書いた同僚によると、このC関数風のintrinsicsプログラミングではレジスタ総退避などかなり無駄な命令列が生成されるので、Neon本来の性能を発揮するにはインラインアセンブリ記述が必要とのこと。ただ、組み込みプラットフォームではメモリアクセスがボトルネックになるので、Neon向きの計算では無駄な命令が多少あっても性能はそんなに低下しない。

かなりお手軽にプログラムを高速化できると分かった。一連の作業で一番面倒くさいのはARMのドキュメントを読むこと。

2011-07-22

■

アメリカでも女子サッカー決勝がサッカー史上最高視聴率だったそうだ。

注目の反面、日本に負けた批判もあつまっている。USゴールキーパーのHope Soloは"私たちはプレッシャーに負けたのではない"と一貫している。決勝直後のWashington Postから発言を紹介:

Solo: “I truly believed that this was our tournament to win and I felt that the entire time. It’s heartbreaking, but at the same time I think there was something bigger pulling for Japan. They were the team of the tournament and if there’s any team we’re going to lose to, I tip my hat off to them because they have so much class and play with so much passion and they fought and they fought and I really do have so much respect for the team.”

"このトーナメントは私たちが勝つと心から思っていたし、ずっとそう感じていた。(敗けは)痛恨だけれど、同時に思うのは、日本にはより大きな力が働いていたということ。彼女たちはこのトーナメントの主役だったし、誰かに負けるとしたら彼女たちに私は脱帽したい。彼女たちはとても品格があり、すごい情熱をもってプレイするし、彼女たちは闘って闘って、私は本当にあのチームを尊敬している。"

Solo, Wambach はLettermanに出るとか。