pyqt5 와 pyqtgraph를 활용한 뇌파그래프 재생 프로그램 퍼포먼스향상을 위한 방안을 알려주세요!

Question

안녕하세요! 현재 pyqt5 와 pyqtgraph 를 이용하여 뇌파분석 그래프를 그리고 play, pause기능을 사용하여 그래프를 재생하고 멈추는 프로그램을 만드는 중인 학생입니다. 처음부터 배운것도 아니고 하나하나 기능들을 찾아가면서 구현하는 중이라 이게 맞는 방법인지 의문이 들 때가 많은데요. 제가 128개의 그래프 하나당 66000개의 time이 있는 큰용량을 그래프를 그리고 지속적으로 업데이트를 하려다보니까 프로그램이 너무 느리고 항상 crash가 나더라구요. 20개정도는 어찌어찌 버티는데 80개만 돼도 프로그램이 돌아가지를 않습니다. 코드랑 사진들로 현재까지의 진행상황을 알려드릴게요.현재까지 구현한 바로는 1. file input 을 받고 데이터 저장 (.fif 파일입니다)2. row 와 column 선택3. single Btn 누를 시 현재의 창에 각 row 와 column값에 맞게 그래프들을 배치4. double Btn 누를 시 하나의 창을 더 만들어서 2개의 창에 그래프들을 반반씩 배치5. play 를 누르면 각각의 그래프가 재생되는것처럼 그래프를 지속적으로 업데이트 pause 를 누르면 일시정지핵심적인 코드들만 보여드리면 이건 그래프를 그리는 함수로 GLW( graphlayoutwidget )에 그래프를 row, column에 맞게 배치하게 됩니다. def genGraphs(self, numOfGraphs, startIndex): self.GLW.clear() self.plotItem &#61; [] n &#61; startIndex self.threadpool.setMaxThreadCount(self.row * self.column) while n < numOfGraphs: for c in range(self.column): temp &#61; Anim_PlotItem(self.listX, self.listData[n], 100, n) # temp.autoRange() self.plotItem.append(temp) self.GLW.addItem(self.plotItem[n]) worker &#61; Worker(self.thread_execute, n) self.threadList.append(worker) self.threadpool.start(worker) # plotItem.curve.sigClicked.connect(plotItem.click_bgcolor) n &#43;&#61; 1 self.GLW.nextRow() print('number of threads ', len(self.threadList)) 이건 위의 genGraph 함수에 쓰이는 클래스로 하나의 객채가 하나의 그래프를 가지게 됩니다. update 함수같은경우 함수를 호출할때마다 100의 range를 가지고 그래프를 업데이트합니다. 즉 update 함수를 지속적으로 부르면 그래프가 재생하는것같은 효과를 줍니다. 이런식으로 재생되는 그래프를 구현하는 방법은 pyqtgraph 의 예시에 있는 방법을 참고했습니다. class Anim_PlotItem(pg.PlotItem): def __init__(self, listX, listData, playRange, number, parent&#61;None): super().__init__(parent) self.parent &#61; parent self.name &#61; number self.listX &#61; listX self.listData &#61; listData self.playRange &#61; playRange self.selected &#61; False self.timer &#61; pg.QtCore.QTimer() self.setDownsampling(mode&#61;'peak') self.setClipToView(True) self.curve &#61; pg.PlotCurveItem(self.listData) self.addItem(self.curve) self.curve.setClickable(True) self.curve.sigClicked.connect(self.click_bgcolor) self.ptr &#61; 0 self.range &#61; 0 # animation method. def update(self): self.ptr &#43;&#61; 1 self.temp &#61; self.listData[self.ptr: 100&#43;self.ptr] self.curve.setData(self.temp) 이건 Worker클래스로 threading 을 하는데 사용됩니다. 원래는 하나의 list 에 모든 그래프들의 update함수를 넣은 후 timeout.connect를 활용해서 그 list 안의 update함수들을 지속적으로 호출하는 방법을 사용했는데 이렇게 하니 너무너무 느려서 thread를 한번 사용해보자 해서 사용하게 되었습니다. 결과론적으론 이것도 큰차이가 없더라구요. 제가 잘 사용하지 못하는것같기도 합니다. class Worker(QRunnable): def __init__(self, fn, *args): super(Worker, self).__init__() self.fn &#61; fn self.args &#61; args # self.kwargs &#61; kwargs &#64;pyqtSlot() def run(self): ''' Initialise the runner function with passed args, kwargs. ''' while True: self.fn(*self.args) time.sleep(0.005) 하나의 그래프마다 thread를 할당받아서 그 안해서 지속적으로 이 함수를 호출합니다. def thread_execute(self, n): if self.play: print('thread num : ',n, 'playing
') self.graphUpdate(n) else: print('thread num : ',n, 'waiting
')self.play읠 경우 flag로 play버튼을 누르면 True 로 바뀌어서 그래프를 업데이트하는(재생하는) 함수를 호출하게 되고 pause 버튼을 누르면 False가 돼서 그래프는 정지하게 됩니다. graphUpdate 함수는 간단합니다. 그래프를 만들때 위의 그래프 객채를 plotItem이라는 list에 넣어서 저장해둔뒤에 객채의 update함수를 실행하는 방식입니다. def graphUpdate(self, n): self.plotItem[n].update() 여기까지가 저의 진행상황인데 문제는 퍼포먼스가 너무나 느립니다. 데이터의 정보를 보시면 Isotrak not found Read a total of 3 projection items: PCA-v1 (1 x 102) idle PCA-v2 (1 x 102) idle PCA-v3 (1 x 102) idle Range : 19800 ... 85867 &#61; 32.966 ... 142.965 secs Ready. Current compensation grade : 0 Reading 0 ... 66067 &#61; 0.000 ... 109.999 secs... channels : 315 times : 66068 list data: (315, 66068)66068개의 대이터를 110초동안 기록한 데이터인데 약 600Hz가 나오고 이 속도라면 약 1.6ms에 하나씩 그래프를 업데이트를 해야하는데 현실적으로 불가능한건지 제가 못하는건지 전혀 모르겠습니다. http://intantech.com/downloads.html?tabSelect&#61;Source&yPos&#61;0이건 intan이라는 회사에서 만든 뇌파 데이터 실시간 재생 소프트웨어인데 c&#43;&#43;로 작성되어 있습니다. 저는 python으로 비슷한 프로그램을 만들고자 하는데 제가 그래프를 재생하는데 사용한 방법들중 잘못한 부분이나 더 나은 방법이 있다면 알려주시면 좋을것같습니다! 128개의 그래프가 깔끔하게 렉없이 재생되는게 저의 목표입니다.

esrse · Accepted Answer

아마도 CPU 1개가100%를 치는 상황일 것 같네요.파이썬에서 쓰레딩은 CPU intensive작업에선 전혀 도움이 되질 못합니다.파이썬이 구현한 쓰레딩의 한계 때문에 2 쓰레드로 하는 것보다 1쓰레드로 하는 게 오히려 성능이 잘 나올 정도로 쓰레딩 기능은 좋지 않습니다.대신에 멀티프로세싱 기능은 CPU intensive한 작업에서 쓸 수 있습니다.그런데 현상황에서 멀티프로세싱으로 그래프 그리는 게 가능한지는 제가 직접 보지 않고서는 모르겠네요. CPU가 100%을 치는 상황에서는 멀티프로세싱으로 가든지 처리해야될 연산량을 줄이든지 둘중 하나라도 해야 됩니다.66000개의 점을 잇는다고 하셨는데, 굳이 저 작은 그래프에서 그만한 개수의 점을 다 찍을 필요가 있을까 싶습니다. 1/10 정도만 샘플링해서 그리면 안되나요?그리고 특정 범위로 줌인 했을 때 상세하게 표시해주고요. 그리고 파이썬 언어는 느린 편입니다. C&#43;&#43;과 비교해선 CPU intensive 작업의 처리량은 수십배 차이납니다. 이점은 염두에 두셔서 CPU intensive 작업에 파이썬을 쓸지 말지 결정하셔야 됩니다.

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