c# - 对于这种使用 BitmapSource 不断更新相机图像的情况，如何避免显式调用 GC.Collect()

Question

我需要在我的 UI 中包含相机图像。我为 View 提出的解决方案和 ViewModel下面给出。在 ViewModel我正在使用 BitmapSource每当相机发出新帧信号时，它就会保存相机图像并且不断更新。对此BitmapSource我绑定(bind)View .

这段代码大部分都能找到。但是，我遇到的问题是应用程序会定期消耗大量内存。视频尚未启动时，消耗量约为 245MB。但是当视频开始时，它会在约 4 秒内迅速攀升至约 1GB，即 Garbage-Collector开始并将该值降低到〜245MB。此时视频会短暂卡顿(我怀疑是因为 CPU 税)。这会周期性地发生，每 4 秒左右。有时，当 GC 4秒后不启动，内存使用甚至可以达到2GB，并且还导致了内存不足的异常。

我发现解决这个问题的方法是显式调用 GC每次更新帧。请参阅两条注释行。执行此操作时，视频开始后内存将继续悬停在 ~245MB。

然而，这会导致 CPU 使用率从 ~20% 显着增加到 ~35%。

我不是很明白GC有效，但我怀疑 GC 启动这么晚的原因是更新 BitmapSource 的线程正忙于更新视频(以 25FPS 运行)，因此没有时间运行 GC除非它明确要求这样做。

所以我的问题是:这种行为的原因是什么，是否有更好的方法来实现，我正在尝试做什么，同时避免显式调用 GC ?

我尝试将其包装在 using 中-声明，但是 BitmapSource未实现 IDisponsable据我了解using不是为这种情况创建的，而是在您访问外部/非托管资源时创建的。

这是代码:

摄像头图像查看 :

<Image Source="{Binding CameraImageSource}"/>

CameraImageViewModel :

public class CameraImageViewModel : ViewModelBase
{
    private ICamera camera;
    private UMat currentImage;

    public BitmapSource CameraImageSource
    {
        get { return cameraImageSource; }
        set
        {
            cameraImageSource = value;
            RaisePropertyChanged("CameraImageSource");
        }
    }
    private BitmapSource cameraImageSource;

    public CameraImageViewModel(ICamera camera)
    {
        this.camera = camera;
        camera.EventFrame += new EventHandler(UpdateCameraImage);
    }

    private void UpdateCameraImage(object s, EventArgs e)
    {
        camera.GetMatImage(out currentImage);
        // commenting from here on downward, will also remove the described memory usage, but then we do not have an image anymore
        BitmapSource tmpBitmap = ImageProcessing.UMatToBitmapSource(currentImage);
        tmpBitmap.Freeze();
        DispatcherHelper.CheckBeginInvokeOnUI(() => CameraImageSource = tmpBitmap);
        //GC.Collect(); // without these lines I have the memory issue
        //GC.WaitForPendingFinalizers();
    }
}

ImageProcessing.UMatToBitmapSource :

    public static BitmapSource UMatToBitmapSource(UMat image)
    {
        using (System.Drawing.Bitmap source = image.Bitmap)
        {
            return Convert(source);
        }
    }

    /*
     * REF for implementation of 'Convert': http://stackoverflow.com/questions/30727343/fast-converting-bitmap-to-bitmapsource-wpf/30729291#30729291
     */
    public static BitmapSource Convert(System.Drawing.Bitmap bitmap)
    {
        var bitmapData = bitmap.LockBits(
            new System.Drawing.Rectangle(0, 0, bitmap.Width, bitmap.Height),
            System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadOnly, bitmap.PixelFormat);

        var bitmapSource = BitmapSource.Create(
            bitmapData.Width, bitmapData.Height, 96, 96, PixelFormats.Gray8, null,
            bitmapData.Scan0, bitmapData.Stride * bitmapData.Height, bitmapData.Stride);

        bitmap.UnlockBits(bitmapData);
        return bitmapSource;
    }

Answer 1

替换创建新 BitmapSource每UpdateCameraImage使用单个 WriteableBitmap您创建一次并经常更新。这样，您将避免在内存中创建图像副本。

此代码假定 ImageWidth和 ImageHeight不随时间变化，提前知晓。如果不是这种情况，则必须在尺寸更改时动态重新创建图像。

将您的 cameraImageSource 替换为:

private cameraImageSource = new WriteableBitmap(
        ImageWidth,
        ImageHeight,
        96,
        96,
        PixelFormats.Gray8,
        null);

更改您的 UpdateCameraImage到:

private void UpdateCameraImage(object s, EventArgs e)
{
    camera.GetMatImage(out currentImage);
    System.Drawing.Bitmap bitmap = currentImage.Bitmap;

    var bitmapData = bitmap.LockBits(
        new System.Drawing.Rectangle(0, 0, ImageWidth, ImageHeight),
        System.Drawing.Imaging.ImageLockMode.ReadOnly, bitmap.PixelFormat);


    cameraImageSource.CopyPixels(new Int32Rect(0, 0, ImageWidth, 
        ImageHeight), bitmapData.Scan0, bitmapData.Stride * bitmapData.Height, bitmapData.Stride);

    bitmap.UnlockBits(bitmapData);
}

也可以调用 currentImage.Bitmap在 UMat没有必要。我不知道EmguCV您似乎正在使用的库，但 UMat 还有其他属性，例如 Ptr可以直接传递给 CopyPixels .