CN104410821A - 一种大规模智能视频分析运算***以及运算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大规模智能视频分析运算***以及运算方法，其***包括若干中心管理服务单元，若干该中心管理服务单元之间相互连接形成该大规模智能视频分析运算***，每一个该中心管理服务单元都对应一个任务发起者终端，每一个该中心管理服务单元都包括中心管理服务器、硬件计算资源单元以及若干算法运算服务单元，该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元同时与该中心管理服务器相连接，每一个该算法运算服务单元都能够实现对高清视频的一种结构化处理，每一个该算法运算服务单元都集成了所需的算法实现功能，每一个该算法运算服务单元都能够独立完成对该高清视频的该结构化处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能视频分析运算***以及运算方法，特别是指一种高清监控视频***大规模高并发智能视频运算***以及运算方法。
背景技术
众所周知，随着高清监控视频***的发展，视频智能运算在平安城市、智慧城市、科技强警等众多领域得到广泛的应用。由于高清监控视频***的视频数据非常的大，智能视频运算需要多种算法和强大的硬件计算资源支持，特别是高清监控视频大规模建设和普及的时候，现有智能视频算法和产品已经不能满足高清监控视频***的要求，严重影响其性能扩展和应用，造成了大量高清视频资源浪费。由于高清监控视频***的数据量非常的大，特别是高清视频达到几千甚至上万路、数据达到PB级以上时候，智能视频运算已经成为整个***的瓶颈，根本不能满足正常的高清监控视频***的业务需求应用。因此，如何能解决大规模、高并发的处理几千甚至上万路高清智能视频运算，是高清视频监控***智能视频运算中心亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有智能视频运算和产品的不足，提供一种动态的高并发的调度智能视频算法实现大规模高清视频数据运算的方法，以解决大量高清视频数据资源浪费的问题。本发明的核心思想是将各种智能运算算法和硬件计算资源高度整合，实现对算法服务的动态配置调度和硬件计算资源的动态扩充分配，从而满足大规模、高并发高清智能视频运算需求。
本发明所采取的技术方案是：一种大规模智能视频分析运算***，其包括若干中心管理服务单元，若干该中心管理服务单元之间相互连接形成该大规模智能视频分析运算***，每一个该中心管理服务单元都对应一个任务发起者终端，每一个该中心管理服务单元都包括中心管理服务器、硬件计算资源单元以及若干算法运算服务单元，该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元同时与该中心管理服务器相连接，每一个该算法运算服务单元都能够实现对高清视频的一种结构化处理，每一个该算法运算服务单元都集成了所需的算法实现功能，每一个该算法运算服务单元都能够独立完成对该高清视频的该结构化处理。
该中心管理服务器为该大规模智能视频分析运算***内部的基础节点，该中心管理服务器管理控制该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元，该中心管理服务器接收与其对应的该任务发起者终端所发起的智能视频处理任务请求，该中心管理服务器同时向该大规模智能视频分析运算***中其他该中心管理服务器传递其自身的业务状态信息。
在工作的时候，每一个该中心管理服务单元中的该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元发出请求向该中心管理服务单元中的该中心管理服务器进行实时注册，并且该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元将其状态信息发送给该中心管理服务器。
由该中心管理服务器实时监控并调度若干该算法运算服务单元并且调配该硬件计算资源单元，实现对若干该算法运算服务单元的智能化管理和该硬件计算资源单元在该中心管理服务单元内的负载均衡。与此同时，该中心管理服务器同时向该大规模智能视频分析运算***中其他该中心管理服务器传递其自身的业务状态信息，同时，该中心管理服务器接收该大规模智能视频分析运算***中其他该中心管理服务器的业务状态信息。
当一个该任务发起者终端向与其相对应的该中心管理服务器发送任务的时候，该中心管理服务器首先优先使用该中心管理服务器所处的该中心管理服务单元中的该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元对该任务进行处理，如果该中心管理服务器所处的该中心管理服务单元中的该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元没有空闲可用，则该中心管理服务器将该任务发送给其他该中心管理服务单元处于空闲状态的该中心管理服务器进行处理，依次类推，从而实现整个高清监控视频***智能运算的全网负载均衡。
该结构化处理包括对该高清视频中以目标图像的大小为依据的结构化处理或者以颜色为依据的结构化处理或者以运动轨迹为依据的结构化处理或者以运动速度为依据的结构化处理或者以人脸检测识别为依据的结构化处理或者以人体特征提取为依据的结构化处理或者以车辆信息提取为依据的结构化处理或者以视频图像清晰化为目的的结构化处理或者以视频图像质量诊断为目的的结构化处理或者以视频摘要浓缩为目的的结构化处理或者以对感兴趣目标的检索回放为目的的结构化处理或者以视频转码为目的的结构化处理。
该硬件计算资源单元包括若干小型服务器。该硬件计算资源单元也可以为若干台PC的集群。
该业务状态信息包括该中心管理服务器正在处理的任务数、该中心管理服务器空闲的任务数以及由其管理控制的该硬件计算资源单元的负载情况信息。该状态信息包括该硬件计算资源单元的所占用的硬件计算资源的负载信息以及若干该算法运算服务单元的正在进行的算法运算服务信息、空闲的算法运算服务信息。中心管理服务器之间通过短链接和长连接的形式保持通信和资源的调度。
一种大规模智能视频分析运算方法，创建若干中心管理服务单元，使若干该中心管理服务单元之间相互连接形成该大规模智能视频分析运算***，每一个该中心管理服务单元都对应一个任务发起者终端，每一个该中心管理服务单元都包括中心管理服务器、硬件计算资源单元以及若干算法运算服务单元，该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元同时与该中心管理服务器相连接，每一个该算法运算服务单元都能够实现对高清视频的一种结构化处理。
每一个该算法运算服务单元都集成了所需的算法实现功能，每一个该算法运算服务单元都能够独立完成对该高清视频的该结构化处理，该中心管理服务器为该大规模智能视频分析运算***内部的基础节点，该中心管理服务器管理控制该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元，该中心管理服务器接收与其对应的该任务发起者终端所发起的智能视频处理任务请求，该中心管理服务器同时向该大规模智能视频分析运算***中其他该中心管理服务器传递其自身的业务状态信息。
首先，每一个该中心管理服务单元中的该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元发出请求向该中心管理服务单元中的该中心管理服务器进行实时注册，并且该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元将其状态信息发送给该中心管理服务器。
而后，由该中心管理服务器实时监控并调度若干该算法运算服务单元并且调配该硬件计算资源单元，实现对若干该算法运算服务单元的智能化管理和该硬件计算资源单元在该中心管理服务单元内的负载均衡。
与此同时，该中心管理服务器同时向该大规模智能视频分析运算***中其他该中心管理服务器传递其自身的业务状态信息。
同步的，该中心管理服务器接收该大规模智能视频分析运算***中其他该中心管理服务器的业务状态信息。
当一个该任务发起者终端向与其相对应的该中心管理服务器发送任务的时候，该中心管理服务器首先优先使用该中心管理服务器所处的该中心管理服务单元中的该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元对该任务进行处理，如果该中心管理服务器所处的该中心管理服务单元中的该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元没有空闲可用，则该中心管理服务器将该任务发送给其他该中心管理服务单元处于空闲状态的该中心管理服务器进行处理， 依次类推，从而实现整个高清监控视频***智能运算的全网负载均衡。
本发明的有益效果为：本发明中经过中心管理服务器对算法运算服务单元和计算资源单元的动态分配和调度，实现整个高清监控视频***智能运算的全网负载均衡，特别是不会存在，当全网成千上万路高清视频并发智能处理时，产生高清智能视频运算压力处理不过来的情况。从而，整个高清智能视频处理更加稳定、高效，同时随着需要处理的高清视频规模越来越大，可以不断的向中心管理服务增加或注册相应的算法运算服务和硬件计算资源，进一步提升智能视频的运算处理能力。另外，本发明采用分布式方式进行部署，其中心管理服务器之间通过短链接和长连接的形式保持通信和各种资源的调度。中心管理服务器作为智能运算中心的基础节点，实现了全网高清监控视频的大规模、高并发智能运算需求，能够充分共享利用节点之间的资源，形成一个高度可扩展、健壮的智能视频运算处理中心。
附图说明
图1为本发明的原理方框图。
具体实施方式
如图1所示，一种大规模智能视频分析运算***，其包括若干中心管理服务单元10，若干该中心管理服务单元10之间相互连接形成该大规模智能视频分析运算***。
每一个该中心管理服务单元10都对应一个任务发起者终端20。
每一个该中心管理服务单元10都包括中心管理服务器30、硬件计算资源单元40以及若干算法运算服务单元50。
该硬件计算资源单元40以及若干该算法运算服务单元50同时与该中心管理服务器30相连接。
每一个该算法运算服务单元50都能够实现对高清视频的一种结构化处理。
在具体实施的时候，该结构化处理包括对该高清视频中以目标图像的大小为依据的结构化处理或者以颜色为依据的结构化处理或者以运动轨迹为依据的结构化处理或者以运动速度为依据的结构化处理或者以人脸检测识别为依据的结构化处理或者以人体特征提取为依据的结构化处理或者以车辆信息提取为依据的结构化处理或者以视频图像清晰化为目的的结构化处理或者以视频图像质量诊断为目的的结构化处理或者以视频摘要浓缩为目的的结构化处理或者以对感兴趣目标的检索回放为目的的结构化处理或者以视频转码为目的的结构化处理，但是不局限于列举的这些内容。
每一个该算法运算服务单元50都集成了所需的算法实现功能，每一个该算法运算服务单元50都能够独立完成对该高清视频的该结构化处理，从而实现对算法的整合，形成高度集成可复用的算法运算服务资源。
在具体实施的时候，该硬件计算资源单元40包括若干小型服务器，该硬件计算资源单元40也可以为若干台PC的集群。
该硬件计算资源单元40为由许多小型服务器或PC集群的计算能力的量化表现。
该中心管理服务器30为该大规模智能视频分析运算***内部的基础节点。
该中心管理服务器30管理控制该硬件计算资源单元40以及若干该算法运算服务单元50。
该中心管理服务器30接收与其对应的该任务发起者终端20所发起的智能视频处理任务请求。
该中心管理服务器30同时向该大规模智能视频分析运算***中其他该中心管理服务器30传递其自身的业务状态信息。
该业务状态信息包括该中心管理服务器30正在处理的任务数、该中心管理服务器30空闲的任务数以及由其管理控制的该硬件计算资源单元40的负载情况信息等等。
在工作的时候，每一个该中心管理服务单元10中的该硬件计算资源单元40以及若干该算法运算服务单元50发出请求向该中心管理服务单元10中的该中心管理服务器30进行实时注册。
并且该硬件计算资源单元40以及若干该算法运算服务单元50将其状态信息发送给该中心管理服务器30。
该状态信息包括该硬件计算资源单元40的所占用的硬件计算资源的负载信息以及若干该算法运算服务单元50的正在进行的算法运算服务信息、空闲的算法运算服务信息。
由该中心管理服务器30实时监控并调度若干该算法运算服务单元50并且调配该硬件计算资源单元40，实现对若干该算法运算服务单元50的智能化管理和该硬件计算资源单元40在该中心管理服务单元10内的负载均衡。
与此同时，该中心管理服务器30同时向该大规模智能视频分析运算***中其他该中心管理服务器30传递其自身的业务状态信息。
同时，该中心管理服务器30接收该大规模智能视频分析运算***中其他该中心管理服务器30的业务状态信息。
当一个该任务发起者终端20向与其相对应的该中心管理服务器30发送任务的时候。
该中心管理服务器30首先优先使用该中心管理服务器30所处的该中心管理服务单元10中的该硬件计算资源单元40以及若干该算法运算服务单元50对该任务进行处理。
如果该中心管理服务器30所处的该中心管理服务单元10中的该硬件计算资源单元40以及若干该算法运算服务单元50没有空闲可用，则该中心管理服务器30将该任务发送给其他该中心管理服务单元10处于空闲状态的该中心管理服务器30进行处理。
依次类推，从而实现整个高清监控视频***智能运算的全网负载均衡，从而满足大规模、高并发高清视频智能运算需求。
在具体实施的时候，中心管理服务器30之间通过短链接和长连接的形式保持通信和资源的调度。
一种大规模智能视频分析运算方法，创建若干中心管理服务单元10，使若干该中心管理服务单元10之间相互连接形成该大规模智能视频分析运算***，每一个该中心管理服务单元10都对应一个任务发起者终端20，每一个该中心管理服务单元10都包括中心管理服务器30、硬件计算资源单元40以及若干算法运算服务单元50，该硬件计算资源单元40以及若干该算法运算服务单元50同时与该中心管理服务器30相连接，每一个该算法运算服务单元50都能够实现对高清视频的一种结构化处理。
每一个该算法运算服务单元50都集成了所需的算法实现功能，每一个该算法运算服务单元50都能够独立完成对该高清视频的该结构化处理，从而实现对算法的整合，形成高度集成可复用的算法运算服务资源。
该中心管理服务器30为该大规模智能视频分析运算***内部的基础节点，该中心管理服务器30管理控制该硬件计算资源单元40以及若干该算法运算服务单元50。
该中心管理服务器30接收与其对应的该任务发起者终端20所发起的智能视频处理任务请求，该中心管理服务器30同时向该大规模智能视频分析运算***中其他该中心管理服务器30传递其自身的业务状态信息。
首先，每一个该中心管理服务单元10中的该硬件计算资源单元40以及若干该算法运算服务单元50发出请求向该中心管理服务单元10中的该中心管理服务器30进行实时注册，并且该硬件计算资源单元40以及若干该算法运算服务单元50将其状态信息发送给该中心管理服务器30。
而后，由该中心管理服务器30实时监控并调度若干该算法运算服务单元50并且调配该硬件计算资源单元40，实现对若干该算法运算服务单元50的智能化管理和该硬件计算资源单元40在该中心管理服务单元10内的负载均衡。
与此同时，该中心管理服务器30同时向该大规模智能视频分析运算***中其他该中心管理服务器30传递其自身的业务状态信息。
同步的，该中心管理服务器30接收该大规模智能视频分析运算***中其他该中心管理服务器30的业务状态信息。
当一个该任务发起者终端20向与其相对应的该中心管理服务器30发送任务的时候。
该中心管理服务器30首先优先使用该中心管理服务器30所处的该中心管理服务单元10中的该硬件计算资源单元40以及若干该算法运算服务单元50对该任务进行处理。
如果该中心管理服务器30所处的该中心管理服务单元10中的该硬件计算资源单元40以及若干该算法运算服务单元50没有空闲可用，则该中心管理服务器30将该任务发送给其他该中心管理服务单元10处于空闲状态的该中心管理服务器30进行处理。
依次类推，从而实现整个高清监控视频***智能运算的全网负载均衡，从而满足大规模、高并发高清视频智能运算需求。
Claims (8)
1.一种大规模智能视频分析运算***，其特征在于：包括若干中心管理服务单元，若干该中心管理服务单元之间相互连接形成该大规模智能视频分析运算***，每一个该中心管理服务单元都对应一个任务发起者终端，每一个该中心管理服务单元都包括中心管理服务器、硬件计算资源单元以及若干算法运算服务单元，该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元同时与该中心管理服务器相连接，每一个该算法运算服务单元都能够实现对高清视频的一种结构化处理，每一个该算法运算服务单元都集成了所需的算法实现功能，每一个该算法运算服务单元都能够独立完成对该高清视频的该结构化处理，
该中心管理服务器为该大规模智能视频分析运算***内部的基础节点，该中心管理服务器管理控制该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元，该中心管理服务器接收与其对应的该任务发起者终端所发起的智能视频处理任务请求，该中心管理服务器同时向该大规模智能视频分析运算***中其他该中心管理服务器传递其自身的业务状态信息，
在工作的时候，每一个该中心管理服务单元中的该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元发出请求向该中心管理服务单元中的该中心管理服务器进行实时注册，并且该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元将其状态信息发送给该中心管理服务器，
由该中心管理服务器实时监控并调度若干该算法运算服务单元并且调配该硬件计算资源单元，实现对若干该算法运算服务单元的智能化管理和该硬件计算资源单元在该中心管理服务单元内的负载均衡，与此同时，该中心管理服务器同时向该大规模智能视频分析运算***中其他该中心管理服务器传递其自身的业务状态信息，同时，该中心管理服务器接收该大规模智能视频分析运算***中其他该中心管理服务器的业务状态信息，
当一个该任务发起者终端向与其相对应的该中心管理服务器发送任务的时候，该中心管理服务器首先优先使用该中心管理服务器所处的该中心管理服务单元中的该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元对该任务进行处理，如果该中心管理服务器所处的该中心管理服务单元中的该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元没有空闲可用，则该中心管理服务器将该任务发送给其他该中心管理服务单元处于空闲状态的该中心管理服务器进行处理，依次类推，从而实现整个高清监控视频***智能运算的全网负载均衡。
2.如权利要求1所述的一种大规模智能视频分析运算***，其特征在于：该结构化处理包括对该高清视频中以目标图像的大小为依据的结构化处理或者以颜色为依据的结构化处理或者以运动轨迹为依据的结构化处理或者以运动速度为依据的结构化处理或者以人脸检测识别为依据的结构化处理或者以人体特征提取为依据的结构化处理或者以车辆信息提取为依据的结构化处理或者以视频图像清晰化为目的的结构化处理或者以视频图像质量诊断为目的的结构化处理或者以视频摘要浓缩为目的的结构化处理或者以对感兴趣目标的检索回放为目的的结构化处理或者以视频转码为目的的结构化处理。
3.如权利要求1所述的一种大规模智能视频分析运算***，其特征在于：该硬件计算资源单元包括若干小型服务器。
4.如权利要求1所述的一种大规模智能视频分析运算***，其特征在于：该硬件计算资源单元为若干台PC的集群。
5.如权利要求1所述的一种大规模智能视频分析运算***，其特征在于：该业务状态信息包括该中心管理服务器正在处理的任务数、该中心管理服务器空闲的任务数以及由其管理控制的该硬件计算资源单元的负载情况信息。
6.如权利要求1所述的一种大规模智能视频分析运算***，其特征在于：该状态信息包括该硬件计算资源单元的所占用的硬件计算资源的负载信息以及若干该算法运算服务单元的正在进行的算法运算服务信息、空闲的算法运算服务信息。
7.如权利要求1所述的一种大规模智能视频分析运算***，其特征在于：中心管理服务器之间通过短链接和长连接的形式保持通信和资源的调度。
8.一种大规模智能视频分析运算方法，其特征在于：创建若干中心管理服务单元，使若干该中心管理服务单元之间相互连接形成该大规模智能视频分析运算***，每一个该中心管理服务单元都对应一个任务发起者终端，每一个该中心管理服务单元都包括中心管理服务器、硬件计算资源单元以及若干算法运算服务单元，该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元同时与该中心管理服务器相连接，每一个该算法运算服务单元都能够实现对高清视频的一种结构化处理，
每一个该算法运算服务单元都集成了所需的算法实现功能，每一个该算法运算服务单元都能够独立完成对该高清视频的该结构化处理，该中心管理服务器为该大规模智能视频分析运算***内部的基础节点，该中心管理服务器管理控制该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元，该中心管理服务器接收与其对应的该任务发起者终端所发起的智能视频处理任务请求，该中心管理服务器同时向该大规模智能视频分析运算***中其他该中心管理服务器传递其自身的业务状态信息，
首先，每一个该中心管理服务单元中的该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元发出请求向该中心管理服务单元中的该中心管理服务器进行实时注册，并且该硬件计算资源单元以及若干该算法运算服务单元将其状态信息发送给该中心管理服务器，
而后，由该中心管理服务器实时监控并调度若干该算法运算服务单元并且调配该硬件计算资源单元，实现对若干该算法运算服务单元的智能化管理和该硬件计算资源单元在该中心管理服务单元内的负载均衡，
与此同时，该中心管理服务器同时向该大规模智能视频分析运算***中其他该中心管理服务器传递其自身的业务状态信息，
同步的，该中心管理服务器接收该大规模智能视频分析运算***中其他该中心管理服务器的业务状态信息，
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