Кондрашова Виктория. Технология STL. Маркировка компонентов бинарного изображения. Вариант 29.

[neishis]

Описание

• Задача: Маркировка компонентов бинарного изображения.

• Вариант: 29

• Технология: STL

• Описание:
  Реализован параллельный алгоритм маркировки связных компонент на бинарном изображении с использованием std::thread. Изображение представлено как одномерный массив uint8_t, где 0 — объект (чёрный пиксель), 1 — фон. Используется 4-связность (соседи по горизонтали и вертикали).

• Алгоритм:
  Изображение разбивается на равномерные горизонтальные полосы в зависимости от количества доступных аппаратных потоков. Через std::vector<std::thread> параллельно запускаются рабочие потоки, каждый из которых независимо сканирует свою полосу и производит разметку локально-уникальными метками. Дождавшись завершения потоков, выполняется последовательное объединение меток с помощью алгоритма Union-Find. Сначала объединяются метки по горизонтали, затем анализируются границы между полосами, которые обрабатывали разные потоки. На финальном этапе происходит перенумерация меток (чтобы они шли непрерывно: 1, 2, 3 и т.д.).

Сложность:
Параллельный этап (сканирование по полосам): O(W·H / P) — каждый поток обрабатывает свою независимую полосу
Последовательные этапы:
Union-Find объединение: O(W·H·α(W·H))
Перенумерация меток: O(W·H)

Входные данные:
ImageData: бинарное изображение (вектор uint8_t), ширина и высота

Выходные данные:
Result: количество компонент (count) и 2D-матрица меток (labels)

Тестирование (обновлено для 100% покрытия):

• 6 функциональных тестов: пустое изображение (только фон), одна сплошная компонента, 4 изолированных пикселя, две раздельные области, а также два теста сложной формы (u_shape и матрица 5x5 complex).
• 6 тестов производительности (изображения 512×512): сплошной фон, сплошной объект, шахматная доска (максимум компонент), разреженные точки, горизонтальные полосы, блоки 32×32.

Чек-лист

• Статус CI: Все CI-задачи (сборка, тесты, генерация отчёта) успешно проходят на моей ветке в моем форке
• Директория и именование задачи: Я создал директорию с именем <фамилия>_<первая_буква_имени>_<короткое_название_задачи>
• Полное описание задачи: Я предоставил полное описание задачи в теле pull request
• clang-format: Мои изменения успешно проходят clang-format локально в моем форке (нет ошибок форматирования)
• clang-tidy: Мои изменения успешно проходят clang-tidy локально в моем форке (нет предупреждений/ошибок)
• Функциональные тесты: Все функциональные тесты успешно проходят локально на моей машине
• Тесты производительности: Все тесты производительности успешно проходят локально на моей машине
• Ветка: Я работаю в ветке, названной точно так же, как директория моей задачи (например, nesterov_a_vector_sum), а не в master
• Правдивое содержание: Я подтверждаю, что все сведения, указанные в этом pull request, являются точными и достоверными