CN101098333A - 一种数据处理的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据处理的装置，该装置包括：设置在应用层的应用层模块和设置在内核层的驱动器；所述驱动器，用于采集数据，将采集到的数据发送到应用层模块；所述应用层模块，用于对来自驱动器的数据进行处理。本发明还公开了一种数据处理的方法，该方法包括：内核层采集数据，将采集的数据发送到应用层；应用层对数据进行处理。利用本发明公开的数据处理的装置和方法能够提高数据处理的性能。

Description

一种数据处理的方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种数据处理的方法和装置。

背景技术

在计算机采集到外围设备数据后，通常需要经过一定的数据处理过程，才能够输出给用户。例如，计算机采集到视频照相机的图像数据，在对采集到的数据进行解码、缩放、特效等处理后，才能够呈现给用户。

目前，在对数据的处理时，其软件结构常采用二层体系结构，从下至上为内核层和应用层，其中，内核层采集计算机外围设备的数据，并对数据进行处理，应用层通过与内核层的接口获取内核层处理后的数据。具体步骤包括：设置在内核层的驱动器采集设备数据，比如，采集音频设备的音频数据；接着，由驱动器对采集到的数据进行解码等处理，然后，通过驱动器与应用层间的接口将处理后的数据输入到应用层，最后，在应用层向用户输出处理后的数据。

对于目前数据处理的方法而言，由于根据目前计算机系统结构的标准，设置在内核层的驱动器应以内核模式来处理数据，而内核模式下的系统权限最高，即在内核模式下，可以对系统内存和操作系统的地址空间进行任意存取，因而一旦为数据处理过程出现错误，就会直接导致系统崩溃，造成系统重启和数据丢失问题。

并且，由于内核层资源有限，在进行数据处理时，常会出现资源不足问题。比如内核层内存资源常不能满足图像数据处理的需要，图像数据处理效率较低。

另外，目前数据处理的方法，由于内核层只能对具有标准数据格式的数据进行处理，因而不支持经过特殊处理产生的非标准数据格式的数据处理，比如，不支持对经过特殊编码产生的自定义格式数据的处理，数据处理不灵活。

可见，目前进行数据处理的方法，受到内核层资源及系统权限的限制，数据处理的稳定性较差，效率较低且不灵活，而以上三点是影响数据处理性能的重要因素，因而，目前数据处理的方法，存在数据处理性能较低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明中一方面提供一种数据处理的装置，该装置能够提高数据处理的性能；

另一方面提供一种数据处理的方法，该方法能够提高数据处理的性能。

为了达到上述第一个目的，本发明提出的技术方案为：一种数据处理的装置，该装置包括：设置在应用层的应用层模块和设置在内核层的驱动器；

所述驱动器，用于采集数据，将采集到的数据发送到应用层模块；

所述应用层模块，用于对来自驱动器的数据进行处理。

所述驱动器包括应用层接口单元和设备接口单元；

所述的设备接口单元，用于采集数据，将采集到的数据发送到应用层接口单元；

所述的应用层接口单元，用于将所述采集到的数据发送到应用层模块。

所述设备接口单元进一步用于，获取所述数据的数据格式，将表征该数据格式的数据格式声明发送到应用层接口单元；

所述应用层接口单元将所述数据格式声明发送到应用层模块。

较佳地，所述应用层模块包括驱动器接口单元、第一加载单元和至少一个处理单元，所述处理单元表征一种对数据的处理方式；

所述驱动器接口单元，用于接收来自驱动器的数据，将接收到的数据发送到第一加载单元；

所述第一加载单元，用于确定处理所述数据的处理单元，触发确定的处理单元，并将所述数据输入到所述确定的处理单元；

所述处理单元，用于在第一加载单元触发时，对第一加载单元输入的数据进行处理。

所述处理单元包括优先级声明第一子单元；

所述优先级声明第一子单元，用于声明设置的所述处理单元的优先级，并在第一加载单元查询时，向第一加载单元发送处理单元的优先级；

所述第一加载单元查询所述处理单元的优先级，根据所述数据的数据类型和查询结果，确定处理所述数据的处理单元。

较佳地，所述应用层模块包括驱动器接口单元、第一加载单元、至少一个处理单元、第二加载单元和至少一个转换单元，所述处理单元表征一种对数据的处理方式，所述转换单元表征一种对数据的数据转换方式；

所述驱动器接口单元，用于接收来自驱动器的数据和数据格式声明，将接收到的数据及数据格式声明发送到第二加载单元；

所述第二加载单元，用于根据所述数据格式声明，获取所述数据的数据格式，确定对所述数据进行数据格式转换的转换单元，触发确定的转换单元，并将所述数据输入到所述确定的转换单元；

所述转换单元，用于在第二加载单元触发时，对数据进行数据格式转换，将转换后的数据输入到第一加载单元；

所述第一加载单元，确定处理所述数据的处理单元，触发确定的处理单元，将所述转换后的数据输入到所述确定的处理单元；

所述处理单元，用于在第一加载单元触发时，对第一加载单元输入的所述转换后的数据进行处理。

所述转换单元包括优先级声明第二子单元；

所述优先级声明第二子单元，用于声明设置的所述转换单元的优先级，并在第二加载单元查询时，向第二加载单元发送转换单元的优先级；

所述第二加载单元查询所述转换单元的优先级，根据所述数据的数据格式和查询结果，确定对数据进行数据格式转换的转换单元。

所述处理单元包括优先级声明第一子单元；

所述优先级声明第一子单元，用于声明设置的所述处理单元的优先级，在第一加载单元查询时，向第一加载单元发送处理单元的优先级；

所述第一加载单元查询所述处理单元的优先级，根据所述数据的数据类型和查询结果，确定处理所述数据的处理单元。

为了达到上述第二个目的，本发明提出的技术方案为：一种数据处理的方法，该方法包括：内核层采集数据，将采集的数据发送到应用层；应用层对数据进行处理。

在所述采集数据步骤之前，该方法进一步包括：内核层获取数据的数据格式，并将表征所述数据格式的数据格式声明发送到应用层。

在所述应用层对数据进行处理的步骤之前，该方法进一步包括：确定数据的转换方式；根据确定的转换方式，对数据进行数据格式转换。

所述数据的转换方式是根据数据的数据格式确定的，或者根据数据的数据格式及预先设置的转换方式的优先级确定的。

所述应用层对数据进行处理包括：确定数据的处理方式；根据确定的处理方式对数据进行处理。

所述数据的处理方式是根据数据的数据类型确定的，或者根据数据的数据类型及预先设置的处理方式的优先级确定的。

从上述方案可以看出，本发明提供一种数据处理的装置和方法，具有以下优点：

第一、本发明在资源相对充足的应用层完成对数据的处理，避免了在内核层处理数据时资源不足问题。

第二、本发明在支持浮点运算应用层完成对数据的处理，因此，可以采用更多的数据处理算法，比如基于浮点运算的图像特效算法，解决了因内核层无法支持浮点运算，而在内核层对数据处理算法的限制问题。

第三、本发明在系统权限较低的应用层完成对数据的处理，由于应用层不能够访问系统内存，因而即使数据处理出现错误，也不会引起系统崩溃，数据处理更稳定、可靠。

第四、本发明在应用层完成对数据的处理，使得数据处理功能与驱动器分隔开来，当需要变换数据处理方式时不需要通过升级驱动器来实现，也不会升级驱动器而被迫更新数据处理方式，因而能够节约成本。

第五、本发明能够通过数据格式声明方式，支持对自定义数据格式的数据的处理，并通过转换方式的优先级来控制自定义数据格式的使用权限，因而能够更灵活地进行数据处理。

附图说明

图1为本发明第一个实施例提供的数据处理的装置结构示意图。

图2为本发明第一个实施例提供的数据处理的方法流程示意图。

图3为本发明第二个实施例提供的数据处理的装置结构示意图。

图4为本发明第二个实施例提供的数据处理的方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。

本发明的基本思想是：内核层采集数据，将采集到的数据发送到应用层，由应用层进行数据处理。

实施例一：

图1为本发明第一个实施例提供的数据处理的装置结构示意图。本实施例中以视频数据为例进行说明，当然也可以是音频数据或音频加视频数据，比如摄像头的音频加视频数据或其它类型的数据。该装置包括：设置在应用层的应用层模块110和设置在内核层的驱动器120；

驱动器120，用于采集视频数据，将采集到的视频数据发送到应用层模块；

应用层模块110，用于对视频数据进行处理。

驱动器120包括应用层接口单元121和设备接口单元122；

设备接口单元122，用于采集视频数据，将采集到的视频数据发送到应用层接口单元121；应用层接口单元121，将采集到的视频数据发送到应用层模块110。

应用层模块110包括驱动器接口单元111、第一加载单元112和至少一个处理单元113，处理单元113表征一种对视频数据的处理方式；

驱动器接口单元111，用于接收来自驱动器120的视频数据，将接收到的视频数据发送到第一加载单元112；驱动器接口单元111，还可以用于获取所述数据的数据格式，将表征该数据格式的数据格式声明发送到应用层接口单元；这种情况下，应用层接口单元不仅将采集到的视频数据发送到应用层模块110，还将数据格式声明发送到应用层模块110。

第一加载单元112，用于确定处理视频数据的处理单元113，触发确定的处理单元113，并将视频数据输入到确定的处理单元113。

处理单元113，用于在第一加载单元112触发时，对第一加载单元112输入的视频数据进行处理。

本实施例中，每个处理单元113还包括了优先级声明第一子单元116，优先级声明第一子单元116，用于声明设置的处理单元113的优先级，在第一加载单元112查询时，向第一加载单元112发送处理单元113的优先级；

在这种情况下，第一加载单元112，查询处理单元113的优先级，根据数据类型和查询结果，确定处理视频数据的处理单元113。本实施例中，数据类型为视频数据类型。

如果本实施例中的处理单元不包括优先级声明第一子单元116，那么，第一加载单元112就只根据数据类型，确定处理视频数据的处理单元113。

下面结合图2说明本实施例中数据处理的方法流程，图2为本发明第一个实施例提供的数据处理的方法流程图。具体包括以下步骤：

步骤201：内核层采集视频数据。

本实施例中，内核层利用现有技术采集视频数据。

步骤202：内核层向应用层发送视频数据。

本实施例中，内核层没有处理采集的视频数据，而是直接将采集的视频数据发送到应用层，由应用层对视频数据进行处理，这是与现有技术的区别点之一。根据计算机系统结构的标准，应用层是以用户模式来处理数据的，用户模式的进程有其私有的地址空间，这些进程在最低的权限级别下运行，用户模式的进程不允许执行CPU的特权指令，对计算机操作系统所属的数据、地址空间以及硬件等的访问也是被严格限制的，因而即使在处理数据时出现错误，也仅仅是关闭相应的数据处理程序，不会造成严重的后果。

步骤203：应用层确定对视频数据的处理方式。

本实施例中，应用层确定对视频数据的处理方式的方法是：根据数据类型，确定对视频数据的处理方式，也就是加载相应的处理单元，处理单元可以表现为一段实现数据处理的程序代码，比如，对视频数据进行解码、特效等处理的程序代码段。

如果本实施例中，预先设置了处理方式的优先级，那么，应用层确定对视频数据的处理方式的方法是：根据数据类型及预先设置的处理方式的优先级，确定对视频数据的处理方式。比如，处理单元1对应的处理方式1是：对视频数据进行解码和特效处理，处理单元2对应的处理方式2是：只对视频数据进行解码处理，如果处理方式1的优先级大于处理方式2的优先级，那么，在驱动器输入的数据类型为视频数据类型时，则应用层加载处理单元1，也就是确定出对视频数据采用处理单元1对应的处理方式1。如果本实施例为音频数据，那么应用层应加载对音频数据类型进行处理的处理单元，比如对音频数据进行的解码处理的处理单元3。

步骤204：应用层对视频数据进行视频处理。

本实施例中，应用层以确定的处理方式对视频数据进行视频处理。

在本实施例中，由应用层来对视频数据进行处理，比如解码、特效等处理，内核层只用于采集的视频数据上报给应用层，这样能够利用面向用户的应用层本身具有的资源相对充足、支持定点及浮点运算，系统权限低的特点，从而使得本发明实施中应用层在进行数据处理时，能够解决由于内核层存在的资源有限、不支持浮点运算以及系统权限高而带来的效率较低，使用不灵活且稳定性差的问题。

本实施例中的数据不仅为视频数据类型数据，也可以是音频加图像类型数据或音频类型数据等，实现数据处理的处理单元也就相应地为处理不同数据类型的处理单元。

实施例二：

图3为本发明第二个实施例提供的数据处理的装置结构示意图。本实施例中的装置是在实施例一的基础上，在应用层模块310中，增加了用于对数据进行数据格式转换的转换单元315和用于加载转换单元的第二加载单元314，以实现对数据的数据格式转换。

本实施例中以图像数据为例进行说明，该装置包括：设置在应用层的应用层模块310和设置在内核层的驱动器320；

其中，应用层模块310包括驱动器接口单元311、第一加载单元312、至少一个处理单元313、第二加载单元314和至少一个转换单元315，每个处理单元对应一种对数据的处理方式，每个转换单元对应一种对数据的数据转换方式；

驱动器接口单元311，用于接收来自驱动器320的图像数据和数据格式声明，将接收到的图像数据及数据格式声明发送到第二加载单元314；

第二加载单元314，用于根据数据格式声明，获取图像数据的数据格式，确定对图像数据进行数据格式转换的转换单元315，触发确定的转换单元315，并将图像数据输入到确定的转换单元315；

转换单元315，用于在第二加载单元314触发时对图像数据进行数据格式转换，将转换后的图像数据输入到第一加载单元312；

第一加载单元312，确定处理图像数据的处理单元313，触发确定的处理单元313，将转换后的图像数据输入到确定的处理单元313；

处理单元313，用于在第一加载单元312触发时，对第一加载单元312输入的转换后的图像数据进行处理。

本实施例中，转换单元315还包括了优先级声明第二子单元317；在这种情况下，优先级声明第二子单元317，用于声明设置的转换单元315的优先级，并在第二加载单元314查询时，向第二加载单元314发送转换单元315的优先级；

第二加载单元314，用于查询转换单元315的优先级，根据图像数据的数据格式和查询结果，确定转换图像数据的转换单元315。

如果本实施例中的转换单元315不包括优先级声明第二子单元317，那么，第二加载单元314就只根据数据格式，确定处理图像数据的处理单元315。

下面结合图4说明本实施例中数据处理的方法流程，图4为本发明第二个实施例提供的数据处理的方法流程图。具体包括以下步骤：

步骤401：内核层采集图像数据。

步骤402：内核层获取图像数据的数据格式。

本实施例中，内核层获取数据格式的方法是：视频设备向内核层发送数据格式声明，内核层根据接收到的数据格式声明，获取数据格式。本实施例中假设获取的数据格式为自定义数据格式2，则驱动器产生表征自定义数据格式2的数据格式声明。

步骤403：内核层向应用层发送图像数据的数据格式声明。

本实施例中，内核层将表征自定义数据格式2的数据格式声明发送到应用层，以便于应用层对图像数据进行数据格式转换。

步骤404：内核层向应用层发送图像数据。

步骤405：应用层获取图像数据的数据格式。

本实施例中，应用层根据来自内核层的数据格式声明，获取到图像数据的数据格式。

步骤406：应用层确定对图像数据的转换方式。

应用层确定对图像数据的转换方式的方法是：根据图像数据的数据格式，确定对图像数据的转换方式。也就是通过加载对应于一种转换方式的转换单元，确定出对图像数据的转换方式。转换单元可以表现为一段实现数据格式转换的程序代码，比如将自定义数据格式1转换成计算机操作系统默认的标准数据格式1的程序代码段。

如果本实施例中，预先设置了转换方式的优先级，那么，应用层确定对图像数据的转换方式的方法是：根据图像数据的数据格式及转换方式的优先级，确定对图像数据的转换方式，比如，转换单元1对应的转换方式1是：将自定义数据格式1转换成标准数据格式1，转换单元2对应的转换方式2是：将自定义数据格式1转换成自定义数据格式2，如果转换方式1的优先级大于转换方式2的优先级，那么，在内核层输入表征自定义数据格式1的数据格式声明时，应用层加载转换单元1。

步骤406：应用层转换图像数据。

本实施例中，应用层以确定的转换方式对图像数据进行数据格式转换。

步骤203：应用层确定对图像数据的处理方式。

本实施例，采用与实施例一中相似的方法，确定对图像数据的处理方式。

步骤408：应用层处理图像数据。

本实施例中，应用层以确定的处理方式对图像数据进行图像处理。

在本实施例中，由应用层来对数据进行处理，可以利用应用层中的应用程序比内核层中的驱动程序更便于更新的特点，能够方便的对数据处理程序进行更新，并且能够避免在系统升级更新驱动器时，被迫数据处理更新程序的问题。另外，本实施例可以使系统支持自定义格式数据的处理，并且能够控制自定义格式的使用权限，便于系统接受更多的采用特殊处理产生的特殊格式的数据，使用更灵活。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1、一种数据处理的装置，其特征在于，该装置包括：设置在应用层的应用层模块和设置在内核层的驱动器；

所述驱动器，用于采集数据，将采集到的数据发送到应用层模块；

所述应用层模块，用于对来自驱动器的数据进行处理。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动器包括应用层接口单元和设备接口单元；

所述的设备接口单元，用于采集数据，将采集到的数据发送到应用层接口单元；

所述的应用层接口单元，用于将所述采集到的数据发送到应用层模块。

3、根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述设备接口单元进一步用于，获取所述数据的数据格式，将表征该数据格式的数据格式声明发送到应用层接口单元；

所述应用层接口单元将所述数据格式声明发送到应用层模块。

4、根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，所述应用层模块包括驱动器接口单元、第一加载单元和至少一个处理单元，所述处理单元表征一种对数据的处理方式；

所述驱动器接口单元，用于接收来自驱动器的数据，将接收到的数据发送到第一加载单元；

所述第一加载单元，用于确定处理所述数据的处理单元，触发确定的处理单元，并将所述数据输入到所述确定的处理单元；

所述处理单元，用于在第一加载单元触发时，对第一加载单元输入的数据进行处理。

5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述处理单元包括优先级声明第一子单元；

所述优先级声明第一子单元，用于声明设置的所述处理单元的优先级，并在第一加载单元查询时，向第一加载单元发送处理单元的优先级；

所述第一加载单元查询所述处理单元的优先级，根据所述数据的数据类型和查询结果，确定处理所述数据的处理单元。

6、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述应用层模块包括驱动器接口单元、第一加载单元、至少一个处理单元、第二加载单元和至少一个转换单元，所述处理单元表征一种对数据的处理方式，所述转换单元表征一种对数据的数据转换方式；

所述驱动器接口单元，用于接收来自驱动器的数据和数据格式声明，将接收到的数据及数据格式声明发送到第二加载单元；

所述第二加载单元，用于根据所述数据格式声明，获取所述数据的数据格式，确定对所述数据进行数据格式转换的转换单元，触发确定的转换单元，并将所述数据输入到所述确定的转换单元；

所述转换单元，用于在第二加载单元触发时，对数据进行数据格式转换，将转换后的数据输入到第一加载单元；

所述第一加载单元，确定处理所述数据的处理单元，触发确定的处理单元，将所述转换后的数据输入到所述确定的处理单元；

所述处理单元，用于在第一加载单元触发时，对第一加载单元输入的所述转换后的数据进行处理。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述转换单元包括优先级声明第二子单元；

所述优先级声明第二子单元，用于声明设置的所述转换单元的优先级，并在第二加载单元查询时，向第二加载单元发送转换单元的优先级；

所述第二加载单元查询所述转换单元的优先级，根据所述数据的数据格式和查询结果，确定对数据进行数据格式转换的转换单元。

8、根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述处理单元包括优先级声明第一子单元；

所述优先级声明第一子单元，用于声明设置的所述处理单元的优先级，在第一加载单元查询时，向第一加载单元发送处理单元的优先级；

所述第一加载单元查询所述处理单元的优先级，根据所述数据的数据类型和查询结果，确定处理所述数据的处理单元。

9、一种数据处理的方法，其特征在于，该方法包括：内核层采集数据，将采集的数据发送到应用层；应用层对数据进行处理。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述采集数据步骤之前，该方法进一步包括：内核层获取数据的数据格式，并将表征所述数据格式的数据格式声明发送到应用层。

11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述应用层对数据进行处理的步骤之前，该方法进一步包括：确定数据的转换方式；根据确定的转换方式，对数据进行数据格式转换。

12、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述数据的转换方式是根据数据的数据格式确定的，或者根据数据的数据格式及预先设置的转换方式的优先级确定的。

13、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述应用层对数据进行处理包括：确定数据的处理方式；根据确定的处理方式对数据进行处理。

14、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述数据的处理方式是根据数据的数据类型确定的，或者根据数据的数据类型及预先设置的处理方式的优先级确定的。

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