news 2026/5/9 13:40:32

CANN最近邻上采样算子

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张小明

前端开发工程师

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CANN最近邻上采样算子

aclnnUpsampleNearestExact2d

【免费下载链接】ops-cv本项目是CANN提供的图像处理、目标检测相关的算子库,实现网络在NPU上加速计算。项目地址: https://gitcode.com/cann/ops-cv

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产品支持情况

产品是否支持
Ascend 950PR/Ascend 950DT×
Atlas A3 训练系列产品/Atlas A3 推理系列产品
Atlas A2 训练系列产品/Atlas A2 推理系列产品
Atlas 200I/500 A2 推理产品×
Atlas 推理系列产品
Atlas 训练系列产品×

功能说明

  • 接口功能:对由多个输入通道组成的输入信号应用最近邻插值算法进行上采样。如果输入shape为(N, C, H, W),则输出shape为(N, C, outputSize[0], outputSize[1])。

  • 计算公式:

    $$ h_{src} = min(floor((h_{dst} + 0.5) / scalesH), H - 1),scalesH = outputSize[0] / H $$

    $$ w_{src} = min(floor((w_{dst} + 0.5) / scalesW), W - 1),scalesW = outputSize[1] / W $$

    $$ out(N, C, h_{dst}, w_{dst}) = self(N, C, h_{src}, w_{src}) $$

函数原型

每个算子分为两段式接口,必须先调用“aclnnUpsampleNearestExact2dGetWorkspaceSize”接口获取计算所需workspace大小以及包含了算子计算流程的执行器,再调用“aclnnUpsampleNearestExact2d”接口执行计算。

aclnnStatus aclnnUpsampleNearestExact2dGetWorkspaceSize( const aclTensor *self, const aclIntArray *outputSize, double scalesH, double scalesW, aclTensor *out, uint64_t *workspaceSize, aclOpExecutor **executor)
aclnnStatus aclnnUpsampleNearestExact2d( void *workspace, uint64_t workspaceSize, aclOpExecutor *executor, aclrtStream stream)

aclnnUpsampleNearestExact2dGetWorkspaceSize

  • 参数说明

    参数名输入/输出描述使用说明数据类型数据格式维度(shape)非连续Tensor
    self(aclTensor*)输入表示进行上采样的输入张量,对应公式中的输入`self`。
    • 支持空Tensor。
    • 当数据格式为ND时,默认按照NCHW格式处理。
    FLOAT32、FLOAT16、BFLOAT16NCHW、NHWC、ND4
    outputSize(aclIntArray*)输入表示指定`out`在H和W维度上的空间大小,对应公式中的`outputSize`。size为2。INT64---
    scalesH(double)输入表示指定H方向空间大小的缩放乘数,对应公式中的`scalesH`。不能传入负值。----
    scalesW(double)输入表示指定W方向空间大小的缩放乘数,对应公式中的`scalesW`。不能传入负值。----
    out(aclTensor*)输出表示采样后的输出张量,对应公式中的输出`out`。
    • 支持空Tensor。
    • 数据类型与入参`self`保持一致。
    • shape的N轴、C轴与入参`self`保持一致。
    FLOAT32、FLOAT16、BFLOAT16NCHW、NHWC、ND4
    workspaceSize(uint64_t*)输出返回需要在Device侧申请的workspace大小。-----
    executor(aclOpExecutor**)输出返回op执行器,包含了算子计算流程。-----
    • Atlas 推理系列产品 :

      参数self、out的数据类型仅支持FLOAT32、FLOAT16。

  • 返回值

    aclnnStatus:返回状态码,具体参见aclnn返回码。

    第一段接口完成入参校验,出现以下场景时报错:

    返回码错误码描述
    ACLNN_ERR_PARAM_NULLPTR161001传入的self、outputSize、out是空指针。
    ACLNN_ERR_PARAM_INVALID161002self的数据类型不在支持的范围内或self与out数据类型不同。
    self的shape不是4维。
    self和out的N/C轴的维度大小不相等。
    self和out的数据格式不在支持的范围之内。

aclnnUpsampleNearestExact2d

  • 参数说明

    参数名输入/输出描述
    workspace输入在Device侧申请的workspace内存地址。
    workspaceSize输入在Device侧申请的workspace大小,由第一段接口aclnnUpsampleNearestExact2dGetWorkspaceSize获取。
    executor输入op执行器,包含了算子计算流程。
    stream输入指定执行任务的Stream。
  • 返回值

    aclnnStatus:返回状态码,具体参见aclnn返回码。

约束说明

  • 参数self、outputSize、scalesH、scalesW需要满足如下约束:

    $$ outputSize_H = floor(self_H * scalesH) $$

    $$ outputSize_W = floor(self_W * scalesW) $$

  • 确定性计算:

    • aclnnUpsampleNearestExact2d默认确定性实现。

调用示例

示例代码如下,仅供参考,具体编译和执行过程请参考编译与运行样例。

#include <iostream> #include <vector> #include "acl/acl.h" #include "aclnnop/aclnn_upsample_nearest_exact2d.h" #define CHECK_RET(cond, return_expr) \ do { \ if (!(cond)) { \ return_expr; \ } \ } while (0) #define LOG_PRINT(message, ...) \ do { \ printf(message, ##__VA_ARGS__); \ } while (0) int64_t GetShapeSize(const std::vector<int64_t>& shape) { int64_t shape_size = 1; for (auto i : shape) { shape_size *= i; } return shape_size; } int Init(int32_t deviceId, aclrtStream* stream) { // 固定写法,资源初始化 auto ret = aclInit(nullptr); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclInit failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); ret = aclrtSetDevice(deviceId); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtSetDevice failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); ret = aclrtCreateStream(stream); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtCreateStream failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); return 0; } template <typename T> int CreateAclTensor( const std::vector<T>& hostData, const std::vector<int64_t>& shape, void** deviceAddr, aclDataType dataType, aclTensor** tensor) { auto size = GetShapeSize(shape) * sizeof(T); // 调用aclrtMalloc申请device侧内存 auto ret = aclrtMalloc(deviceAddr, size, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtMalloc failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 调用aclrtMemcpy将host侧数据复制到device侧内存上 ret = aclrtMemcpy(*deviceAddr, size, hostData.data(), size, ACL_MEMCPY_HOST_TO_DEVICE); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtMemcpy failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 计算连续tensor的strides std::vector<int64_t> strides(shape.size(), 1); for (int64_t i = shape.size() - 2; i >= 0; i--) { strides[i] = shape[i + 1] * strides[i + 1]; } // 调用aclCreateTensor接口创建aclTensor *tensor = aclCreateTensor( shape.data(), shape.size(), dataType, strides.data(), 0, aclFormat::ACL_FORMAT_NCHW, shape.data(), shape.size(), *deviceAddr); return 0; } int main() { // 1. (固定写法)device/stream初始化,参考acl API手册 // 根据自己的实际device填写deviceId int32_t deviceId = 0; aclrtStream stream; auto ret = Init(deviceId, &stream); // check根据自己的需要处理 CHECK_RET(ret == 0, LOG_PRINT("Init acl failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 2. 构造输入与输出,需要根据API的接口自定义构造 int64_t outSize = 32; std::vector<int64_t> selfShape = {1, 1, 4, 2}; std::vector<int64_t> outShape = {1, 1, 8, 4}; void* selfDeviceAddr = nullptr; void* outDeviceAddr = nullptr; aclTensor* self = nullptr; aclTensor* out = nullptr; std::vector<float> selfHostData = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}; std::vector<int64_t> outputSizeHostData = {8, 4}; std::vector<float> outHostData(outSize, 0); double scalesH = 0.0; double scalesW = 0.0; // 创建self aclTensor ret = CreateAclTensor(selfHostData, selfShape, &selfDeviceAddr, aclDataType::ACL_FLOAT, &self); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, return ret); // 创建self aclIntArray auto outputSizeArray = aclCreateIntArray(outputSizeHostData.data(), 2); // 创建out aclTensor ret = CreateAclTensor(outHostData, outShape, &outDeviceAddr, aclDataType::ACL_FLOAT, &out); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, return ret); // 3. 调用CANN算子库API,需要修改为具体的API uint64_t workspaceSize = 0; aclOpExecutor* executor; // 调用aclnnUpsampleNearestExact2d第一段接口 ret = aclnnUpsampleNearestExact2dGetWorkspaceSize( self, outputSizeArray, scalesH, scalesW, out, &workspaceSize, &executor); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclnnUpsampleNearestExact2dGetWorkspaceSize failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 根据第一段接口计算出的workspaceSize申请device内存 void* workspaceAddr = nullptr; if (workspaceSize > 0) { ret = aclrtMalloc(&workspaceAddr, workspaceSize, ACL_MEM_MALLOC_HUGE_FIRST); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("allocate workspace failed. ERROR: %d\n", ret); return ret;); } // 调用aclnnUpsampleNearestExact2d第二段接口 ret = aclnnUpsampleNearestExact2d(workspaceAddr, workspaceSize, executor, stream); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclnnUpsampleNearestExact2d failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 4. (固定写法)同步等待任务执行结束 ret = aclrtSynchronizeStream(stream); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("aclrtSynchronizeStream failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); // 5. 获取输出的值,将device侧内存上的结果复制至host侧,需要根据具体API的接口定义修改 auto size = GetShapeSize(outShape); std::vector<float> resultData(size, 0); ret = aclrtMemcpy( resultData.data(), resultData.size() * sizeof(resultData[0]), outDeviceAddr, size * sizeof(float), ACL_MEMCPY_DEVICE_TO_HOST); CHECK_RET(ret == ACL_SUCCESS, LOG_PRINT("copy result from device to host failed. ERROR: %d\n", ret); return ret); for (int64_t i = 0; i < size; i++) { LOG_PRINT("result[%ld] is: %f\n", i, resultData[i]); } // 6. 释放aclTensor,需要根据具体API的接口定义修改 aclDestroyTensor(self); aclDestroyIntArray(outputSizeArray); aclDestroyTensor(out); // 7. 释放device资源,需要根据具体API的接口定义修改 aclrtFree(selfDeviceAddr); aclrtFree(outDeviceAddr); if (workspaceSize > 0) { aclrtFree(workspaceAddr); } aclrtDestroyStream(stream); aclrtResetDevice(deviceId); aclFinalize(); return 0; }

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创作声明:本文部分内容由AI辅助生成(AIGC),仅供参考

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