MPI 中的图像处理

Question

这是我在 MPI 中编写经典平滑像素平均算法的尝试。我几乎让它工作了，但是光环交换发生了一些奇怪的事情，因为可以看到边缘的线条。我似乎找不到错误。我是否正确交换光环？我应该收集最终数组的哪个部分？

https://pastebin.com/4rtFnSJ5

int next = rank + 1;
int prev = rank - 1;

if (next >= size) {
  next = MPI_PROC_NULL;
}

if (prev < 0) {
  prev = MPI_PROC_NULL;
}

int rows = y / px;
int cols = x;
int d = 1;

for (int iter = 0; iter < TotalIter; iter++) {
  for (int i = 0; i < rows + 2; i++)
    for (int j = 0; j < cols + 2; j++)
      for (int k = 0; k < rgb; k++)
        new[i][j * rgb + k] = 0;

  for (int i = 1; i < rows + 1; i++) {

    int iMin = -min(d, i - 1);
    int iMax = min(d, (rows + 1 - i - 1));

    for (int j = 1; j < cols + 1; j++) {
      int jMin = -min(d, j - 1);
      int iMax = min(d, (cols + 1 - j - 1));

      int counter = 0;

      for (int p = iMin; p <= iMax; p++)
        for (int q = jMin; q <= jMax; q++) {
          counter = counter + 1;
          for (int k = 0; k < rgb; k++) {
            new[i][j * rgb + k] += old[i + p][(j + q) * rgb + k];
          }
        }

      for (int k = 0; k < rgb; k++) {
        new[i][j * rgb + k] -= old[i][j * rgb + k];
        new[i][j * rgb + k] /= (counter - 1);
      }
    }
  }

  for (int i = 2; i < rows; i++)
    for (int j = 2; j < cols; j++)
      for (int k = 0; k < rgb; k++) {
        old[i][j * rgb + k] = new[i][j * rgb + k];
      }

  MPI_Sendrecv(&old[rows][1], cols * rgb, MPI_INT, next, 1, &old[0][1],
               cols * rgb, MPI_INT, prev, 1, MPI_COMM_WORLD, &status);

  MPI_Sendrecv(&old[1][1], cols * rgb, MPI_INT, prev, 2, &old[rows + 1][1],
               cols * rgb, MPI_INT, next, 2, MPI_COMM_WORLD, &status);
}

 for (int i = 1; i< rows+1; i++)
    for (int j = 1; j< cols+1; j++)
        for (int k = 0; k< rgb; k++) {
           buf[i-1][(j-1)*rgb+k] =  old[i][j*rgb+k] ;
         }

MPI_Gather(&buf[0][0], rows *cols *rgb, MPI_INT, &Finalbuffer[0][0],
           rows *cols *rgb, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);

在 8 个 MPI 进程上运行时的输出如下所示。我可以清楚地看到分界线。出于这个原因，我认为我没有正确地进行光环交换。

Answer 1

好的，这里有很多问题。

首先，您的代码只能使用 d=1，因为您只交换深度为 1 的光晕。如果您想处理距离为 d 的邻居，则需要交换深度为 d 的光晕。

其次，您在第一次扫描数组之后进行第一次光环交换，因此您在第 1 次迭代中读取垃圾光环数据 - 您需要在开始处理数组之前进行光环交换。

第三，当你从索引 2 开始复制新到旧时：你需要包括从 1 到 lrows 和 1 到 lcols 的所有像素。

最后，您的 Imin、Imax 等逻辑似乎是错误的。您不想在并行程序中截断边缘的范围 - 您需要离开边缘以获取光环数据。我只是设置了 Imin = -d、Imax = d 等。

通过这些修复，代码似乎运行良好，即没有明显的光环效应，但它仍然在不同数量的进程上给出不同的结果。

PS 我也很高兴看到您使用了我自己的 MPI 示例之一中的“arraymalloc2d”代码 - http://www.archer.ac.uk/training/course-material/2018/07/intro-epcc/exercises/cfd.tar.gz；我很高兴看到这些培训代码被证明对人们有用！