git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/dnn/dnn_backend_native_layer_pad.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2019 Guo Yejun
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #include <string.h>
  22 #include "libavutil/avassert.h"
  23 #include "dnn_backend_native_layer_pad.h"
  24
  25 int dnn_load_layer_pad(Layer *layer, AVIOContext *model_file_context, int file_size)
  26 {
  27     LayerPadParams *params;
  28     int dnn_size = 0;
  29     params = av_malloc(sizeof(*params));
  30     if (!params)
  31         return 0;
  32
  33     params->mode = (int32_t)avio_rl32(model_file_context);
  34     dnn_size += 4;
  35     for (int i = 0; i < 4; ++i) {
  36         params->paddings[i][0] = avio_rl32(model_file_context);
  37         params->paddings[i][1] = avio_rl32(model_file_context);
  38         dnn_size += 8;
  39     }
  40     layer->input_operand_indexes[0] = (int32_t)avio_rl32(model_file_context);
  41     layer->output_operand_index = (int32_t)avio_rl32(model_file_context);
  42     dnn_size += 8;
  43     layer->params = params;
  44
  45     return dnn_size;
  46 }
  47
  48 static int before_get_buddy(int given, int paddings, LayerPadModeParam mode)
  49 {
  50     if (mode == LPMP_SYMMETRIC) {
  51         return (2 * paddings - 1 - given);
  52     } else if (mode == LPMP_REFLECT) {
  53         return (2 * paddings - given);
  54     } else {
  55         av_assert0(!"should not reach here");
  56         return 0;
  57     }
  58 }
  59
  60 static int after_get_buddy(int given, int border, LayerPadModeParam mode)
  61 {
  62     if (mode == LPMP_SYMMETRIC) {
  63         int offset = given - border;
  64         return (border - 1 - offset);
  65     } else if (mode == LPMP_REFLECT) {
  66         int offset = given - border;
  67         return (border - 2 - offset);
  68     } else {
  69         av_assert0(!"should not reach here");
  70         return 0;
  71     }
  72 }
  73
  74 int dnn_execute_layer_pad(DnnOperand *operands, const int32_t *input_operand_indexes,
  75                           int32_t output_operand_index, const void *parameters)
  76 {
  77     int32_t before_paddings;
  78     int32_t after_paddings;
  79     float* output;
  80     const LayerPadParams *params = (const LayerPadParams *)parameters;
  81
  82     // suppose format is <N, H, W, C>
  83     int32_t input_operand_index = input_operand_indexes[0];
  84     int number = operands[input_operand_index].dims[0];
  85     int height = operands[input_operand_index].dims[1];
  86     int width = operands[input_operand_index].dims[2];
  87     int channel = operands[input_operand_index].dims[3];
  88     const float *input = operands[input_operand_index].data;
  89
  90     int new_number = number + params->paddings[0][0] + params->paddings[0][1];
  91     int new_height = height + params->paddings[1][0] + params->paddings[1][1];
  92     int new_width = width + params->paddings[2][0] + params->paddings[2][1];
  93     int new_channel = channel + params->paddings[3][0] + params->paddings[3][1];
  94
  95     int c_stride = channel;
  96     int wc_stride = c_stride * width;
  97     int hwc_stride = wc_stride * height;
  98
  99     int new_c_stride = new_channel;
 100     int new_wc_stride = new_c_stride * new_width;
 101     int new_hwc_stride = new_wc_stride * new_height;
 102
 103     DnnOperand *output_operand = &operands[output_operand_index];
 104     output_operand->dims[0] = new_number;
 105     output_operand->dims[1] = new_height;
 106     output_operand->dims[2] = new_width;
 107     output_operand->dims[3] = new_channel;
 108     output_operand->data_type = operands[input_operand_index].data_type;
 109     output_operand->length = calculate_operand_data_length(output_operand);
 110     output_operand->data = av_realloc(output_operand->data, output_operand->length);
 111     if (!output_operand->data)
 112         return -1;
 113     output = output_operand->data;
 114
 115     // copy the original data
 116     for (int n = 0; n < number; n++) {
 117         for (int h = 0; h < height; h++) {
 118             for (int w = 0; w < width; w++) {
 119                 const float *src = input + n * hwc_stride + h * wc_stride + w * c_stride;
 120                 float *dst = output + (n + params->paddings[0][0]) * new_hwc_stride
 121                                     + (h + params->paddings[1][0]) * new_wc_stride
 122                                     + (w + params->paddings[2][0]) * new_c_stride
 123                                     + params->paddings[3][0];
 124                 memcpy(dst, src, channel * sizeof(float));
 125             }
 126         }
 127     }
 128
 129     // handle the first dimension
 130     before_paddings = params->paddings[0][0];
 131     after_paddings = params->paddings[0][1];
 132     for (int n = 0; n < before_paddings; n++) {
 133         float *dst = output + n * new_hwc_stride;
 134         if (params->mode == LPMP_CONSTANT) {
 135             for (int i = 0; i < new_hwc_stride; i++) {
 136                 dst[i] = params->constant_values;
 137             }
 138         }
 139         else {
 140             int buddy = before_get_buddy(n, before_paddings, params->mode);
 141             float *src = output + buddy * new_hwc_stride;
 142             memcpy(dst, src, new_hwc_stride * sizeof(float));
 143         }
 144     }
 145     for (int n = 0; n < after_paddings; n++) {
 146         int given = number + before_paddings + n;
 147         float *dst = output + given * new_hwc_stride;
 148         if (params->mode == LPMP_CONSTANT) {
 149             for (int i = 0; i < new_hwc_stride; i++) {
 150                 dst[i] = params->constant_values;
 151             }
 152         } else {
 153             int buddy = after_get_buddy(given, number + before_paddings, params->mode);
 154             float *src = output + buddy * new_hwc_stride;
 155             memcpy(dst, src, new_hwc_stride * sizeof(float));
 156         }
 157     }
 158
 159     // handle the second dimension
 160     before_paddings = params->paddings[1][0];
 161     after_paddings = params->paddings[1][1];
 162     for (int n = 0; n < new_number; n++) {
 163         float *start = output + n * new_hwc_stride;
 164         for (int h = 0; h < before_paddings; h++) {
 165             float *dst = start + h * new_wc_stride;
 166             if (params->mode == LPMP_CONSTANT) {
 167                 for (int i = 0; i < new_wc_stride; i++) {
 168                     dst[i] = params->constant_values;
 169                 }
 170             } else {
 171                 int buddy = before_get_buddy(h, before_paddings, params->mode);
 172                 float *src = start + buddy * new_wc_stride;
 173                 memcpy(dst, src, new_wc_stride * sizeof(float));
 174             }
 175         }
 176         for (int h = 0; h < after_paddings; h++) {
 177             int given = height + before_paddings + h;
 178             float *dst = start + given * new_wc_stride;
 179             if (params->mode == LPMP_CONSTANT) {
 180                 for (int i = 0; i < new_wc_stride; i++) {
 181                     dst[i] = params->constant_values;
 182                 }
 183             } else {
 184                 int buddy = after_get_buddy(given, height + before_paddings, params->mode);
 185                 float *src = start + buddy * new_wc_stride;
 186                 memcpy(dst, src, new_wc_stride * sizeof(float));
 187             }
 188         }
 189     }
 190
 191     // handle the third dimension
 192     before_paddings = params->paddings[2][0];
 193     after_paddings = params->paddings[2][1];
 194     for (int n = 0; n < new_number; n++) {
 195         for (int h = 0; h < new_height; h++) {
 196             float *start = output + n * new_hwc_stride + h * new_wc_stride;
 197             for (int w = 0; w < before_paddings; w++) {
 198                 float *dst = start + w * new_c_stride;
 199                 if (params->mode == LPMP_CONSTANT) {
 200                     for (int i = 0; i < new_c_stride; i++) {
 201                         dst[i] = params->constant_values;
 202                     }
 203                 } else {
 204                     int buddy = before_get_buddy(w, before_paddings, params->mode);
 205                     float *src = start + buddy * new_c_stride;
 206                     memcpy(dst, src, new_c_stride * sizeof(float));
 207                 }
 208             }
 209             for (int w = 0; w < after_paddings; w++) {
 210                 int given = width + before_paddings + w;
 211                 float *dst = start + given * new_c_stride;
 212                 if (params->mode == LPMP_CONSTANT) {
 213                     for (int i = 0; i < new_c_stride; i++) {
 214                         dst[i] = params->constant_values;
 215                     }
 216                 } else {
 217                     int buddy = after_get_buddy(given, width + before_paddings, params->mode);
 218                     float *src = start + buddy * new_c_stride;
 219                     memcpy(dst, src, new_c_stride * sizeof(float));
 220                 }
 221             }
 222         }
 223     }
 224
 225     // handle the fourth dimension
 226     before_paddings = params->paddings[3][0];
 227     after_paddings = params->paddings[3][1];
 228     for (int n = 0; n < new_number; n++) {
 229         for (int h = 0; h < new_height; h++) {
 230             for (int w = 0; w < new_width; w++) {
 231                 float *start = output + n * new_hwc_stride + h * new_wc_stride + w * new_c_stride;
 232                 for (int c = 0; c < before_paddings; c++) {
 233                     float *dst = start + c;
 234                     if (params->mode == LPMP_CONSTANT) {
 235                         *dst = params->constant_values;
 236                     } else {
 237                         int buddy = before_get_buddy(c, before_paddings, params->mode);
 238                         float *src = start + buddy;
 239                         *dst = *src;
 240                     }
 241                 }
 242                 for (int c = 0; c < after_paddings; c++) {
 243                     int given = channel + before_paddings + c;
 244                     float *dst = start + given;
 245                     if (params->mode == LPMP_CONSTANT) {
 246                         *dst = params->constant_values;
 247                     } else {
 248                         int buddy = after_get_buddy(given, channel + before_paddings, params->mode);
 249                         float *src = start + buddy;
 250                         *dst = *src;
 251                     }
 252                 }
 253             }
 254         }
 255     }
 256
 257     return 0;
 258 }