Imatest IT 平行處理範例項目

基本介紹

Imatest IT 現在包含平行處理功能允許使用者透過運行多個並發進程來更充分地利用電腦資源。

Imatest IT包含一個額外的 C++ 項目，該項目演示了一種多進程配置，其中父進程將待分析的映像分發給一組子進程。為了協調這組並發進程，該 C++ 專案使用了一種特殊的進程間通訊機制（來自Boost.Interprocess ）。透過使用進程間控制物件和共享內存，父進程可以安全地管理子進程，並在子進程空閒時分配任務。

並行測試可使每台機器的測試吞吐量提高 2 到 3 倍。以下是基準測試詳情：

這是一個使用 Imatest IT 的平行進程架構範例。父進程將一組影像檔案組裝成一組分析任務，然後將這些任務指派給一組子進程。每個子進程都包含一個 Imatest IT SDK 實例，該實例使用 .ini 控製檔案中的設定執行分析。

運行多個進程的好處

在許多多核心電腦上，執行單一Imatest IT模組並不能充分利用電腦的所有資源。允許多個分析進程並行運行（直到達到系統資源的飽和點）可以提高測試吞吐量，即電腦在給定時間內可以完成的測試數量。

右圖所示即為一個例子。圖中，一台電腦（配備Intel i7-3930K 處理器，6 個實體核心，主頻 3.2 GHz，16 GB 記憶體）正在分析多張 8MP SFRplus 影像，並同時執行越來越多的 SFRplus 流程。在本例中，峰值測試吞吐量比單一進程的測試吞吐量提高了約 3.7 倍。當進程數大致等於物理核心數時，測試吞吐量達到飽和。吞吐量的提升幅度會因電腦處理器和記憶體容量的不同而有所差異。

在高階桌上型電腦（ Intel I7-3930K 處理器- 6 個實體核心 @ 3.2 GHz，16 GB 記憶體）上使用 SFRplus 分析 8 MP 影像，並同時處理越來越多的進程。

Imatest IT 平行處理範例專案入門

背景資訊

雖然Imatest IT/DLL用於影像品質分析，但並行C++ 專案中的進程間通訊和同步由另一個函式庫－Boost Interprocess 函式庫－管理。 Boost Interprocess 函式庫並非唯一的進程間函式庫，但之所以選擇它，是因為它具有良好的可移植性和相對的簡潔性。為了瞭解進程間通訊和並發中涉及的各種對象，請閱讀Boost Interprocess 的文檔。理解並發的挑戰對於編寫並行處理系統至關重要。

安裝

Imatest IT安裝完成後，範例專案將位於IT安裝目錄（ C:\Program Files\Imatest\v5.0\IT\ ）內的\samples\cpp\CPP_parallel_test_project\子目錄中。

Visual Studio 專案

Imatest IT的安裝套件中包含一個 Visual Studio 2008 C++ 項目，該項目使用一組平行進程來分析以檔案形式儲存的映像序列。這個進程池由一個父進程管理，父進程透過共享記憶體和Boost Interprocess C++ 庫 v1.54 中的同步物件與進程池通訊。父進程透過共享記憶體將測試詳情（例如圖像來源以及是否對圖像運行 sfrplus_shell() 或 blemish_shell()）傳遞給各個子進程。子進程執行測試並等待進一步的指令。一旦父進程沒有更多測試需要分配給子進程，它就會發送命令使子進程自行終止。

特徵

分析多種解析度的 SFRplus 和 Blemish RAW 影像檔。
每個子進程都可以使用 sfrplus_shell() 或 blemish_shell() 函數分析影像，而無需重新啟動即可在兩個函數之間切換。
子進程在完成影像分析後，等待父進程的指令。
透過將每個子進程的輸出透過共享記憶體重定向到父進程，抑制了各個子進程控制台輸出的衝突。
如果子進程回傳結果不夠快，父進程可以終止子進程，並啟動一個新的子進程來分析前一個進程的映像。
父進程與特定子程序之間共享的資料的存取由進程間互斥鎖和進程間條件變數控制。

願望清單

讓父進程監視一個或多個目錄，尋找傳入的映像，並將它們指派給正在等待的子程序。

C++專案架構

在 C++ 專案中，父行程啟動一個包含三個子程序的行程池，每個子程序包含一個 Imatest IT/DLL實例。測試資料（例如影像檔案名稱和要執行的測試）透過共享記憶體分發給子進程。子進程隨後根據從 .ini 控製檔案輸入的設定分析影像，並將結果輸出到唯一命名的 JSON 檔案中。每個子進程原本會輸出到控制台視窗（透過 std::cout）的內容，都會透過共享記憶體重定向回父進程，以避免控制台輸出衝突。子進程完成影像分析後，會等待父進程的進一步指令。

重要類別和對象

子進程設定

該結構體被載入到共享記憶體中，作為每個子進程和父進程之間的介面。它包含待運行測試的所有信息，以及多個控制結構，包括進程間互斥鎖和進程間條件變數。請注意， Boost Interprocess 共享記憶體物件不能包含標準 C++ 容器，因為它們不會分配到共享記憶體（連結）。請改用Boost Interprocess 容器或普通資料物件。

兒童手柄

此類允許父進程更好地控制子進程和共享記憶體中的 ChildProcessSettings 結構體。此類是必要的，因為當子進程被父進程終止時（例如，子進程停滯不前），需要刪除包含 ChildProcessSettings 結構體的共享內存，並創建一個新的共享內存物件。

SfrTestStruct

該結構體包含特定 SFRplus 測試的所有信息，例如檔案名稱。

瑕疵測試結構

該結構體包含特定瑕疵測試的所有信息，例如檔案名稱。

相機資訊

該結構體包含給定相機的所有識別信息，例如相機分辨率、序號和零件號。