优化二进制图像中白色像素的计算

Question

我有一个程序，它执行以下步骤（使用OpenCV）：

1. 连接相机
2. 开始循环
3. 获取框架
4. 提取红色频道
5. 阈值提取的频道
6. 将它放入双端队列以构建缓冲区（此时为三个图像缓冲区）
7. 计算缓冲区中帧的变化（包括某些形态）
8. 将该变体视为二进制图像
9. 计算变化量（白色像素）
10. 如果有变化，请计算其中心。

我的问题是，从第二步开始的循环理想情况下每秒重复90次，并且它运行的CPU非常弱（Raspberry PI），所以我决定在应用程序一旦它进行基准测试颈。

我把事情分成了四组。步骤3,4-6,6-8和9.以下是一些以微秒为单位的结果（基于系统时间的基准，而不是CPU时间，它们不是100％精确）

  

读取相机：5101;更新缓冲区：15032;计算变化：8149;计数非零：51665

     

读取相机：5446;更新缓冲区：16335;计算变化：8365;计数非零：50005

     

读取相机：5394;更新缓冲区：15423;计算变化：7163;计数非零：43006

     

读取相机：7527;更新缓冲区：20051;计算变化：7919;非零数：54895

     

阅读相机：5492;更新缓冲区：16657;计算变化：7757;计数非零：1034739

因此需要5到7.5ms读取帧，15到20ms才能应用一些处理并更新缓冲区，7到8.5ms来计算缓冲区变化，然后45ms到一秒钟来计算变化量。< / p>

在最后一步经常出现这种情况，所以1秒并不罕见。

为什么在最后一步中需要这么多？这是一行代码：

  

variatedPixels = countNonZero（变体）;

最佳情况为72毫秒（第一步为27毫秒，最后一步为45毫米），我无法接近每秒处理90帧，这些都是超频RPi2上的时间。对PI来说，这显然过于乐观了。

我可以采取的最差的是30 FPS的应用程序工作，但在这种情况下，它不能丢弃一个帧。这意味着代码执行时间不到33毫秒。

有没有办法在不到6毫秒内重现该行？与其余代码相比，它似乎并没有做那么多，有些事情感觉不对。为什么它有时达到顶峰？可以是由于线程更改吗？

到目前为止我的想法是：

• 使程序多线程化。 （它真的不需要回答 实时，只是不能丢帧。这是一个400毫秒的窗口 显示结果）
• 之后将位深度从8位减少到3位 阈值（它可能导致错误的结果，没有性能 好处）。

由于我是C ++的新手，我想避免使用复杂的解决方案，例如多线程。

修改 这是我的代码：https://gist.github.com/anonymous/90570c37f175fd2461b4 已经清理过来直接解决问题。 我可能搞砸了指针，但它确实有用。请告诉我，如果因为我是新的而有明显错误的事情，并希望代码不那么糟糕。 ：）

编辑2： 我在清理代码时修复了一个小错误。第10步总是被执行，它也被错误地包含在步骤9次中。 似乎有5-6＆＃34; imshows＆＃34;每秒更新需要在PI上占用大量CPU。 （我忽略了，因为在桌面上它甚至不占用1％的CPU来显示要调试的帧。）

现在我觉得我在25-35ms。需要更多优化以确保它始终有效。到目前为止，我的算法的检测率似乎接近~80％。