C# 性能测试的令人困惑的结果

Question

我目前正在开发图像处理应用程序。该应用程序从网络摄像头捕获图像，然后对其进行一些处理。该应用程序需要实时响应（理想情况下处理每个请求的时间小于 50 毫秒）。我一直在对我的代码进行一些计时测试，发现一些非常有趣的东西（见下文）。

clearLog();
log("Log cleared");

camera.QueryFrame();
camera.QueryFrame();
log("Camera buffer cleared");

Sensor s = t.val;
log("Sx: " + S.X + " Sy: " + S.Y);

Image<Bgr, Byte> cameraImage = camera.QueryFrame();
log("Camera output acuired for processing");

每次调用log时，都会显示自处理开始以来的时间。这是我的日志输出：

[3 ms]Log cleared
[41 ms]Camera buffer cleared
[41 ms]Sx: 589 Sy: 414
[112 ms]Camera output acuired for processing

使用 System.Diagonostics 中的 StopWatch 计算计时。上面显示的时间是累计。所以 Log Clear 花了 3ms。 “相机缓冲区清除”花费了（41-3 = 38ms）。

问题 1

我发现这有点有趣，因为当同一个方法被调用两次时，它会在大约 40 毫秒内执行，而当下次调用它一次时，它会花费更长的时间（大约 70 毫秒）。

分配值实际上不会花那么长时间，对吗？

问题 2

此外，上面记录的每个步骤的时间也会随时间而变化。某些步长的值有时低至 0ms，有时高达 100ms。尽管大多数数字似乎相对一致。

我猜这可能是因为CPU同时被其他进程使用？ （如果这是出于其他原因，请告诉我）

是否有某种方法可以确保当该函数运行时，它获得最高优先级？这样速度测试结果就会一直很低（就时间而言）。

编辑

我更改了代码以删除上面的两个空白查询帧，因此代码现在是：

clearLog();
log("Log cleared");

Sensor s = t.val;
log("Sx: " + S.X + " Sy: " + S.Y);

Image<Bgr, Byte> cameraImage = camera.QueryFrame();
log("Camera output acuired for processing");

计时结果现在是：

[2 ms]Log cleared
[3 ms]Sx: 589 Sy: 414
[5 ms]Camera output acuired for processing

接下来的步骤现在需要更长的时间（有时，下一步会跳转到 20 之后） -30ms，而下一步之前几乎是瞬时的）。我猜这是由于CPU调度造成的。有什么办法可以确保 CPU 在运行这段代码时不会被安排做其他事情吗？

Answer 1

当您要求时，相机可能并没有真正“获取帧”，而是一直在这样做。然后，当您向其请求图像数据且图像数据足够新鲜时，数据会立即返回。但如果您运气不好并且数据已过时，那么您就必须等待更新的图像采集。如果相机的帧率为 25fps，则很可能意味着 50ms 的延迟（不仅是实际的光子收集，还有数据传输）。

尝试将相机设置为较低的分辨率（以便帧速率可以提高），延迟会下降吗？

Answer 2

如果没有来源，几乎不可能说“什么是可能的”。

计时变得棘手的一件事是秒表是否处于低分辨率模式；编写几个循环只是为了验证您确实可以生成任意测量值（即没有过度粒度的任意毫秒数）可能是值得的。

您尝试过使用分析器吗？这可能会回答您关于该流程当时还在做什么的问题。