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Viewing changes to internal/ceres/block_jacobi_preconditioner.cc

  • Committer: Package Import Robot
  • Author(s): Koichi Akabe
  • Date: 2012-06-04 07:15:43 UTC
  • Revision ID: package-import@ubuntu.com-20120604071543-zx6uthupvmtqn3k2
Tags: upstream-1.1.1
ImportĀ upstreamĀ versionĀ 1.1.1

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Lines of Context:
 
1
// Ceres Solver - A fast non-linear least squares minimizer
 
2
// Copyright 2012 Google Inc. All rights reserved.
 
3
// http://code.google.com/p/ceres-solver/
 
4
//
 
5
// Redistribution and use in source and binary forms, with or without
 
6
// modification, are permitted provided that the following conditions are met:
 
7
//
 
8
// * Redistributions of source code must retain the above copyright notice,
 
9
//   this list of conditions and the following disclaimer.
 
10
// * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice,
 
11
//   this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
 
12
//   and/or other materials provided with the distribution.
 
13
// * Neither the name of Google Inc. nor the names of its contributors may be
 
14
//   used to endorse or promote products derived from this software without
 
15
//   specific prior written permission.
 
16
//
 
17
// THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS"
 
18
// AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
 
19
// IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
 
20
// ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE
 
21
// LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
 
22
// CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
 
23
// SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
 
24
// INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
 
25
// CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
 
26
// ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
 
27
// POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
 
28
//
 
29
// Author: keir@google.com (Keir Mierle)
 
30
 
 
31
#include "ceres/block_jacobi_preconditioner.h"
 
32
 
 
33
#include "Eigen/Cholesky"
 
34
#include "ceres/block_sparse_matrix.h"
 
35
#include "ceres/block_structure.h"
 
36
#include "ceres/casts.h"
 
37
#include "ceres/integral_types.h"
 
38
#include "ceres/internal/eigen.h"
 
39
 
 
40
namespace ceres {
 
41
namespace internal {
 
42
 
 
43
BlockJacobiPreconditioner::BlockJacobiPreconditioner(
 
44
    const LinearOperator& A)
 
45
    : block_structure_(
 
46
        *(down_cast<const BlockSparseMatrix*>(&A)->block_structure())),
 
47
      num_rows_(A.num_rows()) {
 
48
  // Calculate the amount of storage needed.
 
49
  int storage_needed = 0;
 
50
  for (int c = 0; c < block_structure_.cols.size(); ++c) {
 
51
    int size = block_structure_.cols[c].size;
 
52
    storage_needed += size * size;
 
53
  }
 
54
 
 
55
  // Size the offsets and storage.
 
56
  blocks_.resize(block_structure_.cols.size());
 
57
  block_storage_.resize(storage_needed);
 
58
 
 
59
  // Put pointers to the storage in the offsets.
 
60
  double* block_cursor = &block_storage_[0];
 
61
  for (int c = 0; c < block_structure_.cols.size(); ++c) {
 
62
    int size = block_structure_.cols[c].size;
 
63
    blocks_[c] = block_cursor;
 
64
    block_cursor += size * size;
 
65
  }
 
66
}
 
67
 
 
68
BlockJacobiPreconditioner::~BlockJacobiPreconditioner() {
 
69
}
 
70
 
 
71
void BlockJacobiPreconditioner::Update(const LinearOperator& matrix, const double* D) {
 
72
  const BlockSparseMatrix& A = *(down_cast<const BlockSparseMatrix*>(&matrix));
 
73
  const CompressedRowBlockStructure* bs = A.block_structure();
 
74
 
 
75
  // Compute the diagonal blocks by block inner products.
 
76
  std::fill(block_storage_.begin(), block_storage_.end(), 0.0);
 
77
  for (int r = 0; r < bs->rows.size(); ++r) {
 
78
    const int row_block_size = bs->rows[r].block.size;
 
79
    const vector<Cell>& cells = bs->rows[r].cells;
 
80
    const double* row_values = A.RowBlockValues(r);
 
81
    for (int c = 0; c < cells.size(); ++c) {
 
82
      const int col_block_size = bs->cols[cells[c].block_id].size;
 
83
      ConstMatrixRef m(row_values + cells[c].position,
 
84
                       row_block_size,
 
85
                       col_block_size);
 
86
 
 
87
      MatrixRef(blocks_[cells[c].block_id],
 
88
                col_block_size,
 
89
                col_block_size).noalias() += m.transpose() * m;
 
90
 
 
91
      // TODO(keir): Figure out when the below expression is actually faster
 
92
      // than doing the full rank update. The issue is that for smaller sizes,
 
93
      // the rankUpdate() function is slower than the full product done above.
 
94
      //
 
95
      // On the typical bundling problems, the above product is ~5% faster.
 
96
      //
 
97
      //   MatrixRef(blocks_[cells[c].block_id],
 
98
      //             col_block_size,
 
99
      //             col_block_size).selfadjointView<Eigen::Upper>().rankUpdate(m);
 
100
      //
 
101
    }
 
102
  }
 
103
 
 
104
  // Add the diagonal and invert each block.
 
105
  for (int c = 0; c < bs->cols.size(); ++c) {
 
106
    const int size = block_structure_.cols[c].size;
 
107
    const int position = block_structure_.cols[c].position;
 
108
    MatrixRef block(blocks_[c], size, size);
 
109
 
 
110
    if (D != NULL) {
 
111
      block.diagonal() += ConstVectorRef(D + position, size).array().square().matrix();
 
112
    }
 
113
 
 
114
    block = block.selfadjointView<Eigen::Upper>()
 
115
                 .ldlt()
 
116
                 .solve(Matrix::Identity(size, size));
 
117
  }
 
118
}
 
119
 
 
120
void BlockJacobiPreconditioner::RightMultiply(const double* x, double* y) const {
 
121
  for (int c = 0; c < block_structure_.cols.size(); ++c) {
 
122
    const int size = block_structure_.cols[c].size;
 
123
    const int position = block_structure_.cols[c].position;
 
124
    ConstMatrixRef D(blocks_[c], size, size);
 
125
    ConstVectorRef x_block(x + position, size);
 
126
    VectorRef y_block(y + position, size);
 
127
    y_block += D * x_block;
 
128
  }
 
129
}
 
130
 
 
131
void BlockJacobiPreconditioner::LeftMultiply(const double* x, double* y) const {
 
132
  RightMultiply(x, y);
 
133
}
 
134
 
 
135
}  // namespace internal
 
136
}  // namespace ceres