Mi aplicación usa la clase Opencv gpugpu::FarnebackOpticalFlow para calcular el flujo óptico entre un par de cuadros consecutivos de un video de entrada. Para acelerar el proceso, aproveché el soporte TBB de OpenCV para ejecutar el método en subprocesos múltiples. Sin embargo, el rendimiento de subprocesos múltiples no se comporta como el de un solo subproceso. Solo para darle una idea del comportamiento diferente, aquí hay dos instantáneas, respectivamente, de la implementación de subproceso único y la implementación de subproceso múltiple.

La implementación multiproceso supone dividir la imagen en 8 franjas diferentes (el número de núcleos en mi PC), y el método gpu para la implementación Farneback del flujo óptico se aplica en cada una de ellas. Aquí están las líneas de código correspondientes para ambos métodos:

Implementación de un solo hilo

/* main.cpp */
//prevImg and img are the input Mat images extracted from the input video
...
GpuMat gpuImg8U(img);
GpuMat gpuPrevImg8U(prevImg);   
GpuMat u_flow, v_flow;
gpu::FarnebackOpticalFlow farneback_flow;
farneback_flow.numLevels = maxLayer;
farneback_flow.pyrScale = 0.5;
farneback_flow.winSize = windows_size;
farneback_flow.numIters = of_iterations;
farneback_flow(gpuPrevImg8U,gpuImg8U,u_flow,v_flow);
getFlowField(Mat(u_flow),Mat(v_flow),optical_flow);

...
}

void getFlowField(const Mat& u, const Mat& v, Mat& flowField){    
    for (int i = 0; i < flowField.rows; ++i){
        const float* ptr_u = u.ptr<float>(i);
        const float* ptr_v = v.ptr<float>(i);
        Point2f* row = flowField.ptr<Point2f>(i);

        for (int j = 0; j < flowField.cols; ++j){
            row[j].y = ptr_v[j];
            row[j].x = ptr_u[j];
        }
    }
}

Implementación multiproceso

/* parallel.h */
class ParallelOpticalFlow : public cv::ParallelLoopBody {

    private:
        int coreNum;
        cv::gpu::GpuMat img, img2;
        cv::gpu::FarnebackOpticalFlow& farneback_flow;
        const cv::gpu::GpuMat u_flow, v_flow;
        cv::Mat& optical_flow;

    public:
        ParallelOpticalFlow(int cores, cv::gpu::FarnebackOpticalFlow& flowHandler, cv::gpu::GpuMat img_, cv::gpu::GpuMat img2_, const cv::gpu::GpuMat u, const cv::gpu::GpuMat v, cv::Mat& of)
                    : coreNum(cores), farneback_flow(flowHandler), img(img_), img2(img2_), u_flow(u), v_flow(v), optical_flow(of){}

        virtual void operator()(const cv::Range& range) const;

};


/* parallel.cpp*/
void ParallelOpticalFlow::operator()(const cv::Range& range) const {

    for (int k = range.start ; k < range.end ; k ++){

        cv::gpu::GpuMat img_rect(img,cv::Rect(0,img.rows/coreNum*k,img.cols,img.rows/coreNum));
        cv::gpu::GpuMat img2_rect(img2,cv::Rect(0,img2.rows/coreNum*k,img2.cols,img2.rows/coreNum));
        cv::gpu::GpuMat u_rect(u_flow,cv::Rect(0,u_flow.rows/coreNum*k,u_flow.cols,u_flow.rows/coreNum));
        cv::gpu::GpuMat v_rect(v_flow,cv::Rect(0,v_flow.rows/coreNum*k,v_flow.cols,v_flow.rows/coreNum));
        cv::Mat of_rect(optical_flow,cv::Rect(0,optical_flow.rows/coreNum*k,optical_flow.cols,optical_flow.rows/coreNum));

        farneback_flow(img_rect,img2_rect,u_rect,v_rect);
        getFlowField(Mat(u_rect),Mat(v_rect),of_rect);
    }
}

/* main.cpp */

    parallel_for_(Range(0,cores_num),ParallelOpticalFlow(cores_num,farneback_flow,gpuPrevImg8U,gpuImg8U,u_flow,v_flow,optical_flow));

Los códigos parecen equivalentes en los dos casos. ¿Alguien puede explicarme por qué hay estos comportamientos diferentes? ¿O si hay algunos errores en mi código? Gracias de antemano por sus respuestas