FHD 视频流上 OpenCV 文本覆盖的足迹太高 CPU

Question

我想显示全高清直播 (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

加载框架
(cv::putText 此处略过)
如果是delay的倍数则显示框架

但与例如相比，代码超级超级慢mpv 并消耗了很多 cpu 时间 (cv::useOptimized() == true)。

到目前为止 delay 是我不方便的 fiddle 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 % CPU 使用率

但是 delay == 5 或 5 fps 确实很慢，实际上仍然 cpu 负载太多。

How can I make this code faster or otherwise better or otherwise solve the task (I'm not bound to opencv)?

P.s. 如果没有 cv::imshow，CPU 使用率低于 30%，无论 delay.

#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

弹出的一件事是您正在创建一个新的 window 并在每次您想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 );

到你的 while(true) 之前，看看它能解决这个问题

Answer 2

我现在了解 valgrind (repository) and 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

这产生了一个很棒的图表，表明 超过 60% 在 cvResize 上蒸发了。事实上，当我注释掉 cv::resizeWindow 时，cpu 使用率从 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，因此除了燃烧 CPU 个循环外，它基本上什么也没做。

到目前为止，这仍然很脆弱。一旦我将它切换到全屏模式并返回，cpu 负载又回到 180%。

为了解决这个问题，我发现我可以使用 cv::WINDOW_AUTOSIZE 完全禁用调整大小 ...

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

...或者——如Micka建议的那样——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，事实证明与调整大小一起速度更快（55% CPU 与我的 65% 相比）。它只是 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，从而进一步提高性能（如 ps -e -o pcpu,args 所见）：

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 );
}

FHD 视频流上 OpenCV 文本覆盖的足迹太高 CPU

Too High CPU Footprint of OpenCV Text Overlay on FHD Video Stream

c++

opencv

video-processing

video-capture

preview

附录