線程化會影響Raspberry Pi上的圖像處理性能嗎？

Question

我從事有關自動駕駛汽車的項目。 在此項目中，使用C ++中的Opencv 4.0在Raspberry Pi（型號3B）上進行了實時視頻處理。 車輛前部還有距離傳感器，該傳感器與休閑障礙物的距離較遠。 任務是在1米之內有障礙物的情況下停下汽車。

為了實現此任務，我在編程結構中采用了線程。 我將圖像處理設計為主螺紋，並將距離傳感器測量設計為側螺紋。 我擔心的是這種結構是否會影響圖像處理速度。 你有什么主意嗎？ 另外我不知道主線程是否使用Raspberry Pi的4個內核？ 如果是這樣，是否會在結構拆分核心中引入線程，將其作為3進行圖像處理，將1作為距離傳感器測量？

我對此感到困惑。 可以在下面的代碼段中看到我頭腦中的設計（請注意，主線程無限循環）：

int measuredDistance;
int distanceThreshold = 1; // 1 meter

void * sensor_thread(void * threadid) {
   // measure distance
   // update measuredDistance 
}

int main () {
   while(1){
      // do image processing
      if (measuredDistance < distanceThreshold)
         stopTheCar();
   }
}

Answer 1

首先，您必須要解決一個問題，可以將其分解為多個子問題。 圖像處理就是這樣的問題。 對您有好處，您可以考慮拆分問題。

您的系統一次可以執行多於1個線程的情況-多核，多線程或超線程或任何其他情況。 如果我對您的理解正確，Pi一次最多可以處理4個線程。 很好，您已准備好使用多線程程序。

回答您的問題：主線程是否使用所有4個內核？ 基本上沒有，主線程只有一個線程，它在一個內核上運行。 您的測量線程將在另一個內核上運行。

因此，您想將圖像處理分成多個線程。 當您僅將圖像處理放入主線程的一個額外線程中時，您幾乎看不到任何改進。 您必須將圖像分成多個部分，並至少放入兩個線程中。 我建議一種通用方法，在該方法中可以輕松更改線程數，因此您可以嘗試一下最快的設置。

簡而言之，您不能期望我們提供明確的答案。 這取決於您的實現和系統，它還需要做什么以及數據存儲的位置……等等等等……但是，如果您讀了一些好書並明智地選擇了實現方法，圖像處理，我希望性能有所提高。

如果您擅長估算，則可以使用數學方法。 這在LINK中有更詳細的解釋。

並行化公式：

S(n) = 1/( (1-P) + P/n )

• S（n）是理論上的加速
• P是可以並行化的算法分數
• n是CPU線程數

這基本上就是說，通過使用n個內核，程序可以看到的加速量取決於程序有多少是串行的（只能在單個CPU內核上運行）以及有多少並行（可以是在多個CPU內核之間拆分）。