FHD 视频流上 OpenCV 文本覆盖的 CPU 占用太高

Question

我想显示 FHD 实时流 (25 fps) 并覆盖一些（变化的）文本。为此，我基本上使用下面的代码。

基本上是这样

1. 加载框架
2. （cv::putText 此处略过）
3. 如果它是delay 的倍数，则显示框架

但与例如代码相比，代码超级慢。 mpv 并消耗大量 CPU 时间 (cv::useOptimized() == true)。

到目前为止，delay 是我不方便的小提琴参数，以某种方式使其可行。

• delay == 1 导致 180 % CPU 使用率（全帧率）
• delay == 5 导致 80 % 的 CPU 使用率

但是delay == 5 或 5 fps 确实很慢，实际上仍然过多的 cpu 负载。

我怎样才能使这段代码更快或更好或以其他方式解决任务（我不绑定到 opencv）？

P.s. 没有cv::imshow，无论delay如何，CPU 使用率都低于 30%。

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <X11/Xlib.h>

// process ever delayth frame
#define delay 5

Display* disp = XOpenDisplay(NULL);
Screen*  scrn = DefaultScreenOfDisplay(disp);
int screen_height = scrn->height;
int screen_width  = scrn->width;

int main(int argc, char** argv){

  cv::VideoCapture cap("rtsp://url");
  cv::Mat frame;

  if (cap.isOpened())
    cap.read(frame);

  cv::namedWindow(  "PREVIEW", cv::WINDOW_NORMAL );
  cv::resizeWindow( "PREVIEW", screen_width, screen_height );

  int framecounter = 0;
  while (true){

    if (cap.isOpened()){

      cap.read(frame);
      framecounter += 1;

      // Display only delay'th frame
      if (framecounter % delay == 0){
        /*
         * cv::putText
         */
        framecounter = 0;
        cv::imshow("PREVIEW", frame);
      }

    }
    cv::waitKey(1);
  }
}

Answer 1

我现在发现了valgrind（存储库）和gprof2dot（pip3 install --user gprof2dot）：

valgrind --tool=callgrind /path/to/my/binary    # Produced file callgrind.out.157532
gprof2dot --format=callgrind --output=out.dot callgrind.out.157532
dot -Tpdf out.dot -o graph.pdf

这产生了一个精彩的图表，表明在cvResize 上超过 60 % 蒸发。 事实上，当我注释掉 cv::resizeWindow 时，cpu 使用率会从 180 % 降低到 ~ 60 %。

由于屏幕的分辨率为 1920 x 1200，流的分辨率为 1920 x 1080，它基本上只消耗 CPU 周期。

到目前为止，这仍然很脆弱。一旦我将其切换到全屏模式并返回，cpu 负载就会恢复到 180%。

为了解决这个问题，事实证明我可以使用 cv::WINDOW_AUTOSIZE 完全禁用调整大小 ...

cv::namedWindow( "PREVIEW", cv::WINDOW_AUTOSIZE );

... 或 -- 如Micka 建议的 -- 在使用 OpenGL 支持编译的 OpenCV 版本上（-DWITH_OPENGL=ON，我的 Debian 存储库版本不支持），使用 ...

    cv::namedWindow( "PREVIEW", cv::WINDOW_OPENGL );

... 将渲染卸载到 GPU，结果证明与调整大小一起更快（55% CPU，而我为 65%）。 只需does not seem 与cv::WINDOW_KEEPRATIO 一起工作。*

此外，事实证明cv:UMat 可以用作cv:Mat 的直接替代品，这进一步提高了性能（如ps -e -o pcpu,args 所见）：

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附录

[*] 所以我们必须手动缩放它并注意纵横比。

float screen_aspratio = (float) screen_width / screen_height;
float image_aspratio  = (float) image_width  / image_height;

if ( image_aspratio >= screen_aspratio ) { // width limited, center window vertically
  cv::resizeWindow("PREVIEW", screen_width, screen_width / image_aspratio );
  cv::moveWindow(  "PREVIEW", 0, (screen_height - image_height) / 2 );
}
else { // height limited, center window horizontally
  cv::resizeWindow("PREVIEW", screen_height * image_aspratio, screen_height );
  cv::moveWindow(  "PREVIEW", (screen_width - image_width) / 2, 0 );
}

Answer 2

弹出的一件事是您正在创建一个新窗口并在每次要显示某些内容时调整它的大小。

移动这些行

cv::namedWindow( "PREVIEW", cv::WINDOW_NORMAL );
cv::resizeWindow( "PREVIEW", screen_width, screen_height );

在您的while(true) 之前，看看它可以解决这个问题