什么是通过 MPI 发送 OPENCV Mat 的最佳方式

Question

通过 MPI 发送 OPENCV Mat 的最佳方式是什么？现在我通过将Mat 转换为int** 来完成它，但这有点慢。

A = alloc2d(n , m);
for (int i = 0; i < n ; ++i)
    for (int j = 0; j < m ; ++j)
        A[i][j] = img.at<uchar>(i , j);

/////////////////////////////////////
int ** alloc2d(int rows, int cols) {
    int * data = (int *)malloc(rows * cols * sizeof(int));
    int ** arr = (int **)malloc(rows * sizeof(int *));
    for (int i = 0; i < rows; ++i)
        arr[i] = &(data[cols * i]);
    return arr;
}

Answer 1

首先检查原始Mat是否连续，如果不是，则克隆它。

然后得到：

• 行
• 列
• 类型
• 频道

原始Mat 并以该顺序保存，每个为 4 个字节，位于缓冲区的开头。然后从原始Mat 的data 指针中附加适当数量的字节并发送整个批次。

在接收端做相反的事情......从缓冲区中读取前四个整数并创建一个相应大小的Mat并将其余数据加载到其中。

---

@Miki 提供了一个很好的相关答案here，它演示了上面建议的大多数技术的详细信息 - 请特别查看 Mat2str() 和 str2Mat()。

我不怎么做 C++ 或 MPI，我相信任何经常使用 MPI 或 C++ 的人都可以收紧它，但是下面的工作也很快！

#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <ctime>
#include <iostream>
#include <string>
#include <chrono>
#include <thread>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "mpi.h"

using namespace std;
using namespace cv;

const int MAXBYTES=8*1024*1024;
uchar buffer[MAXBYTES];

void matsnd(const Mat& m,int dest){
      int rows  = m.rows;
      int cols  = m.cols;
      int type  = m.type();
      int channels = m.channels();
      memcpy(&buffer[0 * sizeof(int)],(uchar*)&rows,sizeof(int));
      memcpy(&buffer[1 * sizeof(int)],(uchar*)&cols,sizeof(int));
      memcpy(&buffer[2 * sizeof(int)],(uchar*)&type,sizeof(int));

      // See note at end of answer about "bytes" variable below!!!
      int bytespersample=1; // change if using shorts or floats
      int bytes=m.rows*m.cols*channels*bytespersample;
cout << "matsnd: rows=" << rows << endl;
cout << "matsnd: cols=" << cols << endl;
cout << "matsnd: type=" << type << endl;
cout << "matsnd: channels=" << channels << endl;
cout << "matsnd: bytes=" << bytes << endl;

      if(!m.isContinuous())
      { 
         m = m.clone();
      }
      memcpy(&buffer[3*sizeof(int)],m.data,bytes);
      MPI_Send(&buffer,bytes+3*sizeof(int),MPI_UNSIGNED_CHAR,dest,0,MPI_COMM_WORLD);
}

Mat matrcv(int src){
      MPI_Status status;
      int count,rows,cols,type,channels;

      MPI_Recv(&buffer,sizeof(buffer),MPI_UNSIGNED_CHAR,src,0,MPI_COMM_WORLD,&status);
      MPI_Get_count(&status,MPI_UNSIGNED_CHAR,&count);
      memcpy((uchar*)&rows,&buffer[0 * sizeof(int)], sizeof(int));
      memcpy((uchar*)&cols,&buffer[1 * sizeof(int)], sizeof(int));
      memcpy((uchar*)&type,&buffer[2 * sizeof(int)], sizeof(int));

cout << "matrcv: Count=" << count << endl;
cout << "matrcv: rows=" << rows << endl;
cout << "matrcv: cols=" << cols << endl;
cout << "matrcv: type=" << type << endl;

      // Make the mat
      Mat received= Mat(rows,cols,type,(uchar*)&buffer[3*sizeof(int)]);
      return received;
}

int main ( int argc, char *argv[] )
{
   // Initialise MPI
   MPI::Init (argc,argv);

   //  Get our rank
   int id = MPI::COMM_WORLD.Get_rank();
   if(id==0) 
   {
      // MASTER - wait to receive image from slave and write to disk for checking
      Mat received=matrcv(1);
      imwrite("received.jpg",received);
   }else{
      // Slave - read Mat from disk and send to master
      Mat image=imread("image.jpg",IMREAD_COLOR);
      matsnd(image,0);
   }

   //  Terminate MPI
   MPI::Finalize();
}

我放置了一个包含 10,000 次迭代的循环：

• matsnd() 在从站中，并且
• matrcv()在大师里

10,000 次迭代耗时 1.9 秒。我无法比较，因为您没有显示任何时间。

所有左对齐的cout 语句都只是可以安全删除的调试内容。

注意：

虽然我已经使用并测试了上述内容，但后来我了解到在某些情况下（可能存在对齐限制）我发送的字节数的计算可能不正确。如果您有兴趣，请查看this answer。

关键字：MPI、MPI_Send、MPI_Recv、OpenCV、Mat、图像