在 WPF 中以高刷新率显示字节数组图像

Posted 2023-04-01

【中文标题】在 WPF 中以高刷新率显示字节数组图像

【英文标题】：Show byte array image in WPF with high refresh rate

【发布时间】：2021-10-11 04:24:43

【问题描述】：

上下文

我有一台 Basler 相机，它会在捕获新图像时引发事件。 在事件 arg 中，我可以将图像抓取为字节数组。

我必须对此图像进行计算，然后将其显示在 WPF 应用程序中。相机刷新率高达40FPS。

问题并找到解决方案

可以在此处找到将字节数组转换为 WPF 图像的解决方案：Convert byte array to image in wpf 这个解决方案非常适合只转换一次字节数组，但是我觉得在 40FPS 时会丢失很多内存。每次都会创建一个新的 BitmapImage() 并且不能被释放。

是否有更好的解决方案来在 WPF 中显示一个变化高达 40 FPS 的字节数组？（可以完全重新考虑处理问题的方式）

代码

这种在 WPF 中显示相机流的解决方案有效，但 BitmapImage image = new BitmapImage(); 行对我来说并不好。

private void OnImageGrabbed(object sender, ImageGrabbedEventArgs e)

    // Get the result
    IGrabResult grabResult = e.GrabResult;
    if (!grabResult.GrabSucceeded)
    
        throw new Exception($"Grab error: grabResult.ErrorCode grabResult.ErrorDescription");
    

    // Make process on the image
    imageProcessor.Process(grabResult);

    // Convert grabResult in BGR 8bit format
    using Bitmap bitmap = new Bitmap(grabResult.Width, grabResult.Height, PixelFormat.Format32bppRgb);
    BitmapData bmpData = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, bitmap.Width, bitmap.Height), ImageLockMode.ReadWrite, bitmap.PixelFormat);
    IntPtr ptrBmp = bmpData.Scan0;
    converter.Convert(ptrBmp, bmpData.Stride * bitmap.Height, grabResult);
    bitmap.UnlockBits(bmpData);

    // Creat the BitmapImage
    BitmapImage image = new BitmapImage(); // <-- never Disposed !
    using (MemoryStream memory = new MemoryStream())
    
        bitmap.Save(memory, ImageFormat.Bmp);
        memory.Position = 0;
        image.BeginInit();
        image.StreamSource = memory;
        image.CacheOption = BitmapCacheOption.OnLoad;
        image.EndInit();
        image.Freeze();
    
    LastFrame = image; // View is binded to LastFrame

【问题讨论】：

您遇到问题了吗？为什么你认为你不dispose it？

单个 WriteableBitmap 应该表现得更好。

我投票决定将此问题作为题外话结束，因为有关 代码优化 的问题是题外话。请参阅 Can I post questions about optimizing code on Stack Overflow? 和 Is it okay to ask for code optimization help? 了解更多信息。

这能回答你的问题吗？ Displaying a videostream from my webcam in WPF?

【参考方案1】：

在每一帧上，你都是

创建位图 将其编码为 MemoryStream 创建位图图像 将 MemoryStream 解码为 BitmapImage

最好创建一次WritableBitmap，然后反复调用它的WritePixels方法。

您可能仍需要转换原始缓冲区，因为 WPF 似乎没有 PixelFormat.Format32bppRgb 的等效项 - 或者它可能是 PixelFormats.Bgr32。

var wb = LastFrame as WriteableBitmap;

if (wb == null)

    wb = new WriteableBitmap(
        grabResult.Width, grabResult.Height,
        96, 96, PixelFormats.Bgr32, null);
    LastFrame = wb;


wb.WritePixels(...);

【参考方案2】：

我建议您使用 WriteableBitmap 来显示结果。这避免了重新分配 UI 图像的需要。如果源中的像素格式与位图中的像素格式匹配，您可以简单地使用WritePixels 来更新图像。

请注意，您只能从主线程修改 WriteableBitmap，并且 ImageGrabbed 事件将在后台线程上引发。一旦事件处理程序返回，grabResult 将被处理掉。所以你需要ask the UI thread 来进行实际的更新，并且你需要一个中间缓冲区。但如果需要，可以合并此缓冲区。

另一种方法可能是编写您自己的循环，反复调用RetrieveResult，这样您就可以在 UI 更新后手动处理抓取结果。也可以保留一个 WriteableBitmaps 池，我想如果 UI 没有实际使用它应该是安全的。

【讨论】：

“首先，BitmapImage 实际上是does not need disposing，它将像任何其他托管对象一样被 GC 收集” - 那是 not entirely corrrect 并且依赖于 它是如何构建的。休息很好+1

【参考方案3】：

我处于类似情况：从相机中提取实时图像并将其转储到 UI 以进行“实时”查看。我花了很多时间试图找到最有效的解决方案。对我来说，原来是 BitmapSource.Create。我采用原始字节数组（加上一个描述图像特征（如宽度、高度等）的结构）并使用一个函数调用将其转换为 BitmapSource。

现在在我的例子中，图像是灰度的 8 位图像，所以如果你想显示颜色，你的论点会有所不同。但这是我所做的一个简单的介绍。

public class XimeaCameraImage : ICameraImage

    public unsafe XimeaCameraImage(byte[] imageData, ImgParams imageParams)
    
        Data             = imageData;
        var fmt          = PixelFormats.Gray8;
        var width        = imageParams.GetWidth();
        var bitsPerPixel = 8;   // TODO: Get ready for other image formats
        var height       = imageParams.GetHeight();
        var stride       = (((bitsPerPixel * width) + 31) / 32) * 4;
        var dpi          = 96.0;

        // Copy the raw, unmanaged, image data from the Sdk.Image object.

        Source = BitmapSource.Create(
            width,
            height,
            dpi,
            dpi,
            fmt,
            BitmapPalettes.Gray256,
            imageData,
            stride);

        Source.Freeze();
    

    public           byte[]        Data  get; 
    public           BitmapSource  Source             get;