OpenCV中的内存泄漏：VideoCapture

Question

我使用 Qt Creator 2.4.1（Qt 4.8.4）和 OpenCV 2.4.2 开发了一个应用程序，可以从文件夹中读取图像并显示它们。该应用程序使用了 cv::VideoCapture 和 QGraphicsScene / QGraphicsView。运行良好，但我遇到了内存泄漏的问题：每次读取新图像时，任务管理器中消耗的内存会增加，最终导致应用程序崩溃。

我的主窗口是使用 Qt Designer 创建的，它是 QMainWindow 的子类。主窗口上有一个 QGraphicsView view_src，还有一个按钮 buttonStart。

以下是代码示例：类声明：

using namespace std;
using namespace cv;

namespace Ui {
    class FenetrePrinc;
}

class FenetrePrinc : public QMainWindow {
    Q_OBJECT
public:
    explicit FenetrePrinc(QWidget *parent = 0);
    ~FenetrePrinc();

public slots:
    virtual void start();
    virtual void tick();
    virtual void stop_timer();

private:
    Ui::FenetrePrinc *ui;

    QString filename;
    QGraphicsScene *scene_src;
    QGraphicsItem *img_src;

    VideoCapture sequence;

    Mat src;
};

类定义：

FenetrePrinc::FenetrePrinc(QWidget *parent) : QMainWindow(parent), ui(new Ui::FenetrePrinc){

    ui->setupUi(this);
    scene_src = new QGraphicsScene();
    timer = new QTimer(this);

    img_src = scene_src->addPixmap(QPixmap("vide.jpg"));
    ui->view_src->setScene(scene_src);

    connect(ui->buttonStart, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(start()));
}

FenetrePrinc::~FenetrePrinc(){
    delete scene_src;
    delete img_src;
    delete ui;
}

void FenetrePrinc::start(){
    if(src.empty())
        sequence.open(filename.toStdString());

    connect(timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(tick()));
    timer->start(1000/24);   //24 frames per second

    disconnect(ui->buttonStart, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(start()));
    connect(ui->buttonStart, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(stop_timer()));
}

void FenetrePrinc::tick(){
    sequence >> src;

    if(src.empty())
    {
        sequence.release();
        stop_timer();
        return;
    }

    scene_src->removeItem(img_src);
    img_src = scene_src->addPixmap(convert16uc1(src));

    src.release();
}

void FenetrePrinc::stop_timer(){
    timer->stop();
    disconnect(timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(tick()));

    disconnect(ui->buttonStart, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(stop_timer()));
    connect(ui->buttonStart, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(start()));
}

我不明白为什么每次读取图像时，内存使用量会不断上升。我确实在每次读取后释放了图像，并在完成后释放了序列。但是可能我漏掉了什么？

编辑：函数QPixmap convert16uc1（Mat img）是内存泄漏的原因。我必须使用此函数，因为我正在处理16位灰度图像，而Qt无法读取。我使用OpenCV打开图像并进行图像处理，然后使用Qt显示图像。

该函数的代码如下：

QPixmap FenetrePrinc::convert16uc1(const cv::Mat& source)
{
  quint16* pSource = (quint16*) source.data;
  int pixelCounts = source.cols * source.rows;

  QImage dest(source.cols, source.rows, QImage::Format_RGB32);

  char* pDest = (char*) dest.bits();

  for (int i = 0; i < pixelCounts; i++)
  {
    quint8 value = (quint8) ((*(pSource)) >> 8);
    *(pDest++) = value;  // B
    *(pDest++) = value;  // G
    *(pDest++) = value;  // R
    *(pDest++) = 0;      // Alpha
    pSource++;
  }
  return QPixmap::fromImage(dest);
}

- zarachbaal

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请尝试使用更新的OpenCV版本，2.4.2版本太旧了。 - berak

如果您在Qt中不显示图像（只读取图像而不显示），它是否也会泄漏内存？ - Micka

你能发布一下你的 convert16uc1 函数吗？你必须释放 Qt 图像元素吗？ - Micka

根据https://dev59.com/4ITba4cB1Zd3GeqP9as3，请在`addPixmap`之前尝试使用`scene_src->clear()`。 - Micka

@berak：我非常频繁地使用stoll 2.4.2和Qt，处理来自相机和硬盘的大量图像。没有内存泄漏。这不是OpenCV，当然也不是Qt的问题。 - Valentin H

Answer 1

很可能是 convert16uc1。

如果你不能在这里发布 convert16uc1，尝试使用 imwrite 在 opencv 中临时保存图像，并在 Qt 中加载图像。如果 memleak 消失了，请分析 convert16uc1。

或者不要调用 convert16uc1(src)，而是使用先前在 Qt 中加载的其他常量图像调用 addPixmap。

- Valentin H

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是的，你说得对。如果我将 scene_src->addPixmap(convert16uc1(srt)) 更改为 scene_src->addPixmap(QPixmap("vide.jpg"))，就不会再有内存泄漏了。我已经编辑了我的问题，添加了 convert16uc1 代码。 - zarachbaal

我按照您的建议进行了操作：不再使用QPixmap convert16uc1(Mat source)将我的OpenCV图像转换成Qt，而是使用imwrite将该图像临时保存，然后在Qt中加载该图像。使用这种技术后，我不再有内存泄漏问题。 - zarachbaal

@zarachbaal：这只是一个测试建议！这将会是非常缓慢的转换。我会尝试你的代码，可能会找到原因。 - Valentin H

是的，我知道这不是一个真正的解决方案，我只是尝试了一下，它可以工作，但这非常慢！我认为问题出在convert16uc1中的QPixmap :: fromImage（dest）;。有一个重载版本可以在不复制的情况下进行转换，但它是在Qt 5.3中实现的，而我使用的是Qt 4.8.4。 - zarachbaal

@zarachbaal: fromImage 并不是一个问题。QImage 是在堆栈上创建的。当函数作用域结束时，它会被删除。 - Valentin H

Answer 2

我找到了问题的原因以及如何解决它，阅读这个thread。

从Qt文档中：

void QGraphicsScene::removeItem(QGraphicsItem *item) 从场景中移除项item和其所有子项。item的所有权将转移到调用者(即，QGraphicsScene在销毁时不再删除item)。 另请参见addItem()。

一旦调用了QGraphicsScene::removeItem(QGraphicsItem *item)，QGraphicsScene在销毁时不再删除该项。

修复：在函数FenetrePrinc::tick()中，在调用removeItem(img_src)后调用delete img_src:

void FenetrePrinc::tick(){
    sequence >> src;

    if(src.empty())
    {
        sequence.release();
        stop_timer();
        return;
    }

    scene_src->removeItem(img_src);
    delete img_src;
    img_src = scene_src->addPixmap(convert16uc1(src));

    src.release();
}

- zarachbaal