在 openCV 中快速将图像保存到磁盘

Posted 2023-02-21

【中文标题】在 openCV 中快速将图像保存到磁盘

【英文标题】：Fast saving of images to disk in openCV

【发布时间】：2017-11-27 14:19:11

【问题描述】：

我正在使用 Basler 相机，想尽快将我以 1000x1000 像素抓取的图像写入磁盘。 保持电影容器打开并保存为 .avi 并没有真正帮助（减慢 2 倍），保存单个图像甚至更慢。 我目前正在使用 openCV cvVideoCreator 和 imwrite 函数。 我的电脑应该足够快（Intel Xeon 3.6 GHz、64GB RAM、SSD）。 有什么想法吗？

【问题讨论】：

未压缩和压缩图像的典型尺寸是多少（以及压缩需要多长时间）？你使用什么帧率？您的硬盘的可持续传输率是多少？上面的数字有意义吗？

什么是“cvVideoCreator”？快速搜索没有任何有用的结果。

对数据的表示方式有什么要求吗？彩色还是单色？我认为压缩（如果有的话）应该是无损的？

什么对你来说快？每秒200帧？ 30 ? 5?还有，你现在的速度是多少？ 1000 x 1000 像素并不是一个巨大的图像，在这样的 pc 配置下，您应该使用 imwrite 实现快速的速度......这又回到了一个问题，什么对你来说是快速的？

如果是彩色相机，最好能捕捉原始 (Bayer) 图像（在去马赛克完成之前）。这些是单通道，因此如果将它们存储在该状态下，则可以将数据量减少到 1/3。 |当然，在单独的线程中运行的捕获和存储是有一定道理的。

【参考方案1】：

为了达到您的目标（以 50 FPS 或 150 MB/s 的速度保存彩色图像 (1K x 1K x 3)），您可能需要考虑多个因素（步骤）。

图像编码：大多数众所周知的图像格式，如 png、tif、jpg 都需要时间来编码图像（例如，在具有 3.6 GHz 4 核 CPU 的 OpenCV 中，png 为 5.7 ms，tif 为 11.5 ms）甚至在将编码格式数据保存到磁盘之前，就可以转换为特定格式。

文件打开：与文件大小无关，这可能需要一些时间（例如，在 3.5" WD Black 上需要 1.5 毫秒）

文件写入：取决于文件大小，这可能需要一些时间（例如，3.5" WD Black 需要 2.0 毫秒）

文件关闭：取决于文件大小，这可能需要很长时间（例如，在 3.5" WD Black 上需要 14.0 毫秒）

这意味着您必须在每张图像 20 毫秒内完成所有步骤才能达到您的目标，并且正如我给出的时间示例，您可能无法使用 JPG 格式的 OpenCV imwrite 实现您的目标，因为该库会按顺序完成所有操作上述步骤在一个线程中完成。

我认为你有几个选择

在 SSD 上写入 BMP 格式，因为其编码时间几乎为零（例如，小于 0.3 毫秒）

在单独的线程中执行上述一些步骤（例如，编码或文件关闭）。

特别是，文件关闭是一个很好的候选，可以在单独的线程中运行，因为它可以与其他步骤异步完成。使用第二个选项、BMP 文件格式和更好的硬盘，我能够达到 400 MB/s 的保存带宽。

希望这对您和其他有类似目标的人有所帮助。

【参考方案2】：

您在问题中陈述的规格与您处理和缓冲数据的能力有关，但与您可以转储到磁盘的速度无关。

您正在尝试编写（假设一些数字，只需替换为您自己的数字） 每秒 1000*1000（大小）* 4（数据/像素）* 25（帧速率）字节。 （或 100M/s）

这大约是传统 HDD 的极限，但如果磁盘碎片或满了，它就不太可能跟上。 因此，您必须找到一种方法来加快写入时间（例如切换到 SSD）；减少正在写入的数据（压缩、降低颜色深度/质量/帧速率）或在后台线程保存到磁盘时缓冲您想要写入的内容。

您必须问的问题是您计划录制多长时间。如果它的时间不足以填满您的 RAM，那么您拥有所有可用的选项。但是，如果您打算长时间录制，则必须在其他 2 个中选择一个。

【讨论】：

可能每个像素 3 个字节，不像透明度与来自相机的图像相关。

@DanMašek 我想说这会有所不同，但我已经看到硬盘在 10M/s 写入方面遇到了困难……我确实说过这些值是假设的。跨度>