Raspbian (2015-02 リリース) の C++ から、Raspberry Pi カメラで公式の V4L2 ドライバーを使用して Raspberry Pi でビデオをストリーミングしようとしていますが、低 FPS の問題があります。
現在、ウィンドウを作成し、バッファーを画面にコピーしています (約 30 ミリ秒かかります) が、select()約 140 ミリ秒かかります (合計で 5 ～ 6 fps)。また、100ミリ秒スリープしてみましselect()たが、同様の量だけ時間が短縮されます（同じfpsになります）。CPU 負荷は約 5 ～ 15% です。
また、ドライバーの fps をコンソール (またはsystem()) から変更しようとしましたが、下向きにしか機能しません (たとえば、ドライバーの fps を 1fps に設定すると 1fps になりますが、90fps に設定しても 5-6fps になります。ただし、ドライバーは90fpsに設定することを確認しています）。また、使用されている解像度について FPS モードを照会すると、90fps が得られます。
V4L2に関連するコードの部分を含めました（異なる部分の間でコードを省略しました）：
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// Open device
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mFD = open(mDevName, O_RDWR | O_NONBLOCK, 0);
if (mFD == -1) ErrnoExit("Open device failed");
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// Setup format
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struct v4l2_format fmt;
memset(&fmt, 0, sizeof(fmt));
fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV;
fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
Xioctl(VIDIOC_G_FMT, &fmt);
mImgWidth = fmt.fmt.pix.width;
mImgHeight = fmt.fmt.pix.height;
cout << "width=" << mImgWidth << " height=" << mImgHeight << "\nbytesperline=" << fmt.fmt.pix.bytesperline << " sizeimage=" << fmt.fmt.pix.sizeimage << "\n";
// For some reason querying the format always sets pixelformat to JPEG
// no matter the input, so set it back to YUYV
fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV;
if (Xioctl(VIDIOC_S_FMT, &fmt) == -1)
{
cout << "Set video format failed : " << strerror(errno) << "\n";
}
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// Setup streaming
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struct v4l2_requestbuffers req;
memset(&req, 0, sizeof(req));
req.count = 20;
req.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
if (-1 == Xioctl(VIDIOC_REQBUFS, &req))
{
ErrnoExit("Reqbufs");
}
if (req.count < 2)
throw "Not enough buffer memory !";
mNBuffers = req.count;
mBuffers = new CBuffer[mNBuffers];
if (!mBuffers) throw "Out of memory !";
for (unsigned int i = 0; i < mNBuffers; i++)
{
struct v4l2_buffer buf;
memset(&buf, 0, sizeof(buf));
buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
buf.index = i;
if (-1 == Xioctl(VIDIOC_QUERYBUF, &buf))
ErrnoExit("Querybuf");
mBuffers[i].mLength = buf.length;
mBuffers[i].pStart = mmap(NULL, buf.length, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, mFD, buf.m.offset);
if (mBuffers[i].pStart == MAP_FAILED)
ErrnoExit("mmap");
}
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// Start streaming
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unsigned int i;
enum v4l2_buf_type type;
struct v4l2_buffer buf;
for (i = 0; i < mNBuffers; i++)
{
memset(&buf, 0, sizeof(buf));
buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
buf.index = i;
if (-1 == Xioctl(VIDIOC_QBUF, &buf))
ErrnoExit("QBUF");
}
type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
if (-1==Xioctl(VIDIOC_STREAMON, &type))
ErrnoExit("STREAMON");
そして、メインループの最後の 2 つの部分:
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// Get frame
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FD_ZERO(&fds);
FD_SET(mFD, &fds);
tv.tv_sec = 3;
tv.tv_usec = 0;
struct timespec t0, t1;
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &t0);
// This line takes about 140ms which I don't get
r = select(mFD + 1, &fds, NULL, NULL, &tv);
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &t1);
cout << "select time : " << ((float)(t1.tv_sec - t0.tv_sec))*1000.0f + ((float)(t1.tv_nsec - t0.tv_nsec))/1000000.0f << "\n";
if (-1 == r)
{
if (EINTR == errno)
continue;
ErrnoExit("select");
}
if (r == 0)
throw "Select timeout\n";
// Read the frame
//~ struct v4l2_buffer buf;
memset(&mCurBuf, 0, sizeof(mCurBuf));
mCurBuf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
mCurBuf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
// DQBUF about 2ms
if (-1 == Xioctl(VIDIOC_DQBUF, &mCurBuf))
{
if (errno == EAGAIN) continue;
ErrnoExit("DQBUF");
}
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &mCaptureTime);
// Manage frame in mBuffers[buf.index]
mCurBufIndex = mCurBuf.index;
break;
}
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// Release frame
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if (-1 == Xioctl(VIDIOC_QBUF, &mCurBuf))
ErrnoExit("VIDIOC_QBUF during mainloop");