超像素算法 (SLIC) 优化

依赖

仅在 linux(x64) 下使用 gcc 测试过，目前不需要其他依赖。
- 注意：由于用到 libmvec，Glibc 版本需要 >= 2.22
SLIC 以外文件夹的其他代码可能需要 tbb、openblas、eigen 等，暂时不需要。

编译及运行

原程序在 SLIC_BK 下，添加了 Makefile

# 以下代码均以本项目根目录为初始路径
cd SLIC_BK
make clean && make
./SLIC.out

优化后程序在 SLIC 目录下，utils.h 中的宏 #define THE_THREAD_NUMS 确定了线程数，请根据本机情况自行调整。

cd SLIC
make clean && make
./SLIC.out

超算集群上运行方式如下，仅使用单台机器，对 NUMA 的架构进行了一定访存优化。

export OMP_PLACES=cores
srun -p amd_256 -N 1 -t 10 ./SLIC.out

注：

如果平台默认不是 Glibc >= 2.22 ，请自行琢磨链接执行方式，测试期间本人直接在本机 (wsl ubuntu 20.04 lts) 上静态链接，仅将可执行文件上传执行。

运行效果

在 AMD EPYC 7452 32-Core Processor (2 sockets)，即双路 32 核共 64 核 64 线程的机器上运行。

原始程序执行时间约为 5700ms，32 线程时执行时间约为 78ms，整体加速比约为 73，62 线程时执行时间约为 57 ms，整体加速比约为 100。（注：并非仅运用并行带来的加速比，实际上运用了一些单线程优化方法后，并行加速比并不可观）

指定 62 线程，使用环境变量 OMP_PLACES=cores ，执行效果如下：

$ export OMP_PLACES=cores
$ chmod +x ./SLIC.out 
$ srun -p amd_256 -N 1 -t 10 ./SLIC.out
srun: job 555293 queued and waiting for resources
srun: job 555293 has been allocated resources
width = 2599, height = 3898
sz = 10130902
Initial time = 0 ms
Conversion time = 20 ms
DeleteEdges and Get_Seeds time = 0 ms
numk = 196
Dist iter time=4(4) ms 
Dist iter time=6(2) ms 
Dist iter time=8(2) ms 
Dist iter time=10(2) ms 
Dist iter time=12(2) ms 
Dist iter time=14(2) ms 
Dist iter time=16(2) ms 
Dist iter time=18(2) ms 
Dist iter time=20(2) ms 
Dist iter time=22(2) ms 
Computing time=28 ms
STEP = 227
Segmentation time = 29 ms
EC1 time=0 ms
EC2 time=3 ms
EC3 time=0 ms
EC4 time=1 ms
EnforceLabelConnectivity time = 6 ms
Computing time=57 ms
There are 0 points' labels are different from original file.

原始效果如下:

$ srun -p amd_256 -N 1 -t 10 ./SLIC.out
srun: job 438538 queued and waiting for resources
srun: job 438538 has been allocated resources
Computing time=5780 ms
There are 0 points' labels are different from original file.

优化过程中某一阶段如下：

$ srun -p amd_256 -N 1 -t 10 ./SLIC.out
srun: job 431514 queued and waiting for resources
srun: job 431514 has been allocated resources
width = 2599, height = 3898
sz = 10130902
Initial time = 3 ms
Conversion time = 80 ms
DeleteEdges and Get_Seeds time = 17 ms
numk = 196
Dist iter time=18(18) ms        Dist iter time=0(0) ms
Dist iter time=28(10) ms        Dist iter time=0(0) ms
Dist iter time=38(10) ms        Dist iter time=0(0) ms
Dist iter time=48(10) ms        Dist iter time=0(0) ms
Dist iter time=56(8) ms         Dist iter time=0(0) ms
Dist iter time=66(10) ms        Dist iter time=0(0) ms
Dist iter time=75(9) ms         Dist iter time=0(0) ms
Dist iter time=77(2) ms         Dist iter time=0(0) ms
Dist iter time=79(2) ms         Dist iter time=0(0) ms
Dist iter time=81(2) ms         Dist iter time=0(0) ms
STEP = 227
Segmentation time = 194 ms
EnforceLabelConnectivity time = 125 ms
Computing time=424 ms
There are 0 points' labels are different from original file.

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