我是否必须锁定从 AVCaptureVideoDataOutput 生成的 CVPixelBuffer

Question

我有一个 AVCaptureVideoDataOutput 生成 CMSampleBuffer 个实例传递到我的 AVCaptureVideoDataOutputSampleBufferDelegate 函数中。我想有效地将像素缓冲区转换为 CGImage 实例，以便在我的应用程序的其他地方使用。

我必须小心不要保留对这些像素缓冲区的任何引用，否则捕获会话将由于 OutOfBuffers 的原因开始丢帧。此外，如果转换时间过长，则帧将因 FrameWasLate.

原因而被丢弃

之前我尝试使用 CIContext 来渲染 CGImage 但事实证明这在捕捉超过 30 FPS 时太慢了，我想以 60 FPS 捕捉。在帧开始下降之前，我测试并达到了 38 FPS。

现在我尝试使用 CGContext，结果更好。我仍在丢帧，但频率明显降低了。

public func captureOutput(_ output: AVCaptureOutput, didOutput sampleBuffer: CMSampleBuffer, from connection: AVCaptureConnection) {

    // Capture at 60 FPS but only process at 4 FPS, ignoring all other frames
    let timestamp = CMSampleBufferGetPresentationTimeStamp(sampleBuffer)
    guard timestamp - lastTimestamp >= CMTimeMake(value: 1, timescale: 4) else { return }

    // Extract pixel buffer
    guard let imageBuffer = CMSampleBufferGetImageBuffer(sampleBuffer) else { return }

    // Lock pixel buffer before accessing base address
    guard kCVReturnSuccess == CVPixelBufferLockBaseAddress(imageBuffer, .readOnly) else { return }
    defer { CVPixelBufferUnlockBaseAddress(imageBuffer, .readOnly) }

    // Use CGContext to render CGImage from pixel buffer
    guard let cgimage = CGContext(data: CVPixelBufferGetBaseAddress(imageBuffer),
                                  width: CVPixelBufferGetWidth(imageBuffer),
                                  height: CVPixelBufferGetHeight(imageBuffer),
                                  bitsPerComponent: 8,
                                  bytesPerRow: CVPixelBufferGetBytesPerRow(imageBuffer),
                                  space: cgColorSpace,
                                  bitmapInfo: cgBitmapInfo).makeImage() else { return }

    // Do something with cgimage...
}

我很好奇，接下来在不锁定像素缓冲区基地址的情况下尝试了这个。 当我注释掉这两行时，我完全停止丢帧而没有任何明显的影响。似乎锁定机制花费了很长时间以致于丢帧，并且删除机制显着减少函数的运行时间并允许处理所有帧。

Apple's documentation 明确声明在 CVPixelBufferGetBaseAddress 之前需要调用 CVPixelBufferLockBaseAddress。但是，由于 AVCaptureVideoDataOutput 正在为其示例缓冲区使用预定义的内存池，因此基地址可能不会像通常情况下那样发生变化。

我可以在这里跳过锁定基地址吗？如果我在这种特定情况下不锁定基地址，最糟糕的情况是什么？

Answer 1

根据您的描述，您根本不需要转换为 CGImage。您可以在 Core Image + Vision 管道中进行所有处理：

使用 CIImage(cvPixelBuffer:) 从相机的像素缓冲区创建一个 CIImage。
对CIImage应用过滤器。
使用CIContext将过滤后的图像渲染成新的CVPixelBuffer。为了获得最佳性能，请使用 CVPixelBufferPool 创建这些目标像素缓冲区。
将像素缓冲区传递给 Vision 进行分析。
如果 Vision 决定保留图像，请使用相同的 CIContext 将像素缓冲区渲染为您选择的目标格式（像 1 一样再次将其包装到 CIImage 中），例如 context.writeHEIFRepresentation(of:...).

只有最后才会将图像数据传输到CPU端

Answer 2

这个问题从一开始就是ill-founded，因为我忽略了测试跳过锁定的实际图像结果。如问题中所述，当我在初始化 CGContext 之前锁定基地址时，makeImage 渲染将花费大约 17 毫秒。如果我跳过锁定并直接进入 CGContext，那么 makeImage 需要 0.3 毫秒。

我错误地将这种速度差异解释为后一种情况下 GPU 正在加速渲染。然而，实际发生的是 CVPixelBufferGetBaseAddress 返回 nil 而 makeImage 没有渲染任何数据——生成一个纯白色的 CGImage。

所以，简而言之，我的问题的答案是肯定的。必须锁定基址。

现在我要弄清楚如何加快速度。我以 60 FPS 的速度捕获，这意味着我希望我的渲染尽可能少于 16 毫秒，以便在下一个到达之前删除 CMSampleBuffer 引用。

我是否必须锁定从 AVCaptureVideoDataOutput 生成的 CVPixelBuffer

Do I have to lock a CVPixelBuffer produced from AVCaptureVideoDataOutput

swift

avfoundation

core-video

cvpixelbuffer