从单线程到多线程图像处理

Ja_cpp 发表于 Dev

Ja_cpp

我将代码从单线程转换为多线程过程，然后进入我正在苦苦挣扎的那部分代码：

其中src，imJ和IllumTrans只是大小的图像，1288*728并且A是恒定值

for(auto j=0;j<rows;j++)
  for(auto i=0;i<cols;i++)
     imJ.at<float>(j,i)= A+((src.at<uchar>(j,i)-A)/std::max(IllumTrans.at<float>(j,i), 0.1f));

我正在处理RGB图像，并且我正在为每个通道运行相同的代码（上面的double for循环），如果在多线程处理中运行它，我认为可能会很好。

我像这样启动了多线程版本

cv::Mat imJ=cv::Mat::zeros(rows, cols, CV_32FC3);
cv::MatConstIterator<cv::Vec3b> it_src = src.begin();
cv::MatConstIterator<cv::Vec3f> it_IllumTrans = IllumTrans.begin();
imJ.forEach<cv::Vec3f>
(
  [A, &IllumTrans, rows, cols](cv::Vec3f &pixel, const int* po) -> void
  {
    pixel[0]= A+(((*it_src)[0]-A[0])/std::max((*it_IllumTrans)[0], 0.1f));
    pixel[1]= A+(((*it_src)[0]-A[1])/std::max((*it_IllumTrans)[1], 0.1f));
    pixel[2]= A+(((*it_src)[0]-A[2])/std::max((*it_IllumTrans)[2], 0.1f));
    it_src++;
    it_IllumTrans++;
  }
);

它说，但是我没有成功'MatIterator’ is not a member of ‘cv’。

您如何看待我的新版本，这是正确的做法吗？

编译信息：

g++ -std=c++1z -Wall -Weffc++ -Ofast -march=native test4.cpp -o test4 -fopenmp `pkg-config --cflags --libs opencv`

丹·马塞克（Dan Masek）

我与你实现使用所看到的主要问题cv::Mat::forEach是，为了在其中共享的迭代器it_src和it_IllumTrans将非确定性，一旦拉姆达是并行多个线程运行。您最终将陷入混乱。

处理的一种方法是使用by调用的函数的position参数cv::Mat::forEach，并使用该参数来获取指向两个输入Mats中正确位置的指针（此处的迭代器将是多余的）。

cv::Mat3f variant_1(cv::Mat3b const& source
    , cv::Mat3f const& illum_trans
    , cv::Vec3f const& offset)
{
    CV_Assert(!source.empty());
    CV_Assert(!illum_trans.empty());
    CV_Assert(source.size() == illum_trans.size());

    cv::Mat3f result(source.size());

    result.forEach([&source, &illum_trans, &offset](cv::Vec3f &pixel, const int p[]) {
        cv::Vec3b const* it_src(source.ptr<cv::Vec3b>(p[0], p[1]));
        cv::Vec3f const* it_trans(illum_trans.ptr<cv::Vec3f>(p[0], p[1]));

        for (int32_t ch(0); ch < 3; ++ch) {
            pixel[ch] = offset[ch]
                + (((*it_src)[ch] - offset[ch])
                    / std::max((*it_trans)[ch], 0.1f));
        }
    });

    return result;
}

第二种方法是使用parallel_for_，并按行在线程之间划分图像。这意味着我们只需要每行获取一次指针（我们需要考虑输入图像可能是不连续的），而在其余时间仅将它们递增即可。

class ParallelVariant2
    : public cv::ParallelLoopBody
{
public:
    ParallelVariant2(cv::Mat3b const& source
        , cv::Mat3f& destination
        , cv::Mat3f const& illum_trans
        , cv::Vec3f const& offset)
        : source_(source)
        , destination_(destination)
        , illum_trans_(illum_trans)
        , offset_(offset)
    {
        CV_Assert(!source.empty());
        CV_Assert(!illum_trans.empty());
        CV_Assert(source.size() == illum_trans.size());

        destination_.create(source.size());
    }

    virtual void operator()(const cv::Range& range) const
    {
        for (int32_t row(range.start); row < range.end; ++row) {
            cv::Vec3b const* it_src(source_.ptr<cv::Vec3b>(row));
            cv::Vec3f* it_dst(destination_.ptr<cv::Vec3f>(row));
            cv::Vec3f const* it_trans(illum_trans_.ptr<cv::Vec3f>(row));

            for (int32_t col(0); col < source_.cols; ++col) {
                for (int32_t ch(0); ch < 3; ++ch) {
                    (*it_dst)[ch] = offset_[ch]
                        + (((*it_src)[ch] - offset_[ch])
                            / std::max((*it_trans)[ch], 0.1f));
                }
                ++it_src; ++it_dst; ++it_trans;
            }
        }
    }

private:
    cv::Mat3b const& source_;
    cv::Mat3f& destination_;
    cv::Mat3f const& illum_trans_;
    cv::Vec3f const& offset_;
};

cv::Mat3f variant_2(cv::Mat3b const& source
    , cv::Mat3f const& illum_trans
    , cv::Vec3f const& offset)
{
    cv::Mat3f result;
    ParallelVariant2 impl(source, result, illum_trans, offset);
    cv::parallel_for_(cv::Range(0, source.rows), impl);
    return result;
}

简短的测试程序。

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <cstdint>

// paste implementations here

int main()
{
    cv::Mat3b source(1024, 1024);
    cv::randu(source, 0, 256);

    cv::Mat3f illum_trans(1024, 1024);
    cv::randu(illum_trans, 0, 1.0);

    cv::Vec3f offset(0.1f, 0.2f, 0.3f);

    cv::Mat3f result_1 = variant_1(source, illum_trans, offset);
    cv::Mat3f result_2 = variant_2(source, illum_trans, offset);

    std::cout << std::equal(result_1.begin(), result_1.end(), result_2.begin()) << "\n";

    return 0;
}

本文收集自互联网，转载请注明来源。

如有侵权，请联系 [email protected] 删除。