使用AVX指令集优化自适应滤波器

Question

我正在尝试使用 AVX 优化自适应过滤代码，其过滤器内核对于每个像素可能是随机的(例如 0 到 991)。

其对应的C代码如下:

/* filter function */
    void filter()
{
  int size = width *height;  // image size
  float w[992][11];          // filter kernel array 
  float x[size + 10], y[size], filterindex[size]; // input , output , filter index 

  for (i = 0; i < size; i++) 
  {
    int l;
    /* pick filter: */
    l = filterindex[i];

    /* apply filter */
    for (k = -5, a = 0.; k <= 5; k++)
        a += x[i+k] * w[l][5+k];
        y[i] = (float)a;
  }
}

哪里

1. filterindex 是一个输入缓冲区，其中保存每个像素的过滤器索引(0 到 991)[周围像素之间的这些索引没有模式]
2. x 为输入，y 为输出
3. w 是大小为 w[992][2*N_filt + 1] 的过滤器内核，其中每个索引都初始化为 992 组

有人可以帮我如何使用 AVX 优化上述代码吗？如果 AVX 不可能，请建议任何其他方法来优化目标为 3x。

Answer 1

对于每个输入像素，您可以将 11 个滤波器系数加载到两个 AVX 寄存器中(在第二个寄存器中用 5 个零填充)，并以类似方式加载像素:_mm256_load_ps。

将这些值成对相乘并相加，得到 2 个乘积的 8 和:_mm256_mul_ps、_mm256_fmadd_ps。

接下来，您需要使用一系列水平加法来压缩为单个值，生成 4、8 和 16 乘积的总和:_mm_hadd_ps。

总计:每个输出像素 9 条指令。