CN103067354A - 一种基于tcp/ip的分布式图像处理方式 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于TCP/IP的分布式图像处理方式，与现有技术的分布式图像处理方式相比，本发明是通过基于TCP/IP的通信协议方式，对图像客户端与图像服务器端进行配置，实现图像客户端与图像服务器端的连接，来构造基于TCP/IP的分布式图像处理环境的，进而利用所构造的基于TCP/IP的分布式图像处理环境进行图像数据的分布式处理。因TCP/IP是一个可靠的、面向连结的传输机制，故在基于TCP/IP的通信协议方式进行上述配置时，配置比较简单，只需进行IP和端口的设置，不需要复杂的系统配置和安全配置；且基于TCP/IP的网络结构简单成熟，传输效率和速度较高，可满足图像类的大数据量的传输要求。

Description

一种基于TCP/IP的分布式图像处理方式

技术领域

本发明属于分布式处理技术领域，尤其涉及一种基于TCP/IP（TransmissionControl Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/因特网互联协议）的分布式图像处理方式。

背景技术

图像处理(image processing)，是用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术。由于图像处理常伴随着对海量、丰富的图像数据的处理，故其对数据的计算、存储及传输等信息处理的执行效率要求较高。目前，针对高执行效率的需求主要采用并行处理技术。

传统的并行处理技术为多线程处理技术，但该技术会因受处理主机的CPU（Central Processing Unit，中央处理器）限制而无法进行扩展，进而限制了处理效率。现在的主要的并行处理技术是分布式处理，分布式处理可将不同地点的或具有不同功能的或拥有不同数据的多台计算机用通信方式连接起来，在相应控制方式的统一管理控制下，协调地完成信息处理任务。目前，分布式处理的实现分为两种方式，一种是分布式硬件系统结合分布式操作系统的硬件方式，该方式一般应用大的集群系统，投入较高；另一种是分布式软件系统结合计算机的软件方式，如COM+、CORBA等方式，但该软件方式都是针对大型系统应用，对于轻量级的应用来说过于臃肿、配置困难，且对于图像处理这种密集运算来说，其处理执行效率不高，影响处理的实时性，在安全验证和运行环境检测的过程中延时较大，无法满足图像这种大数据量的传输要求。

综上，提供一种投入较低、配置简单且处理效率较高的分布式图像处理方式成为该领域亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于TCP/IP的分布式图像处理方式，以满足投入低、配置简单且处理效率较高的图像处理要求。

为此，本发明提供如下技术方案：

一种基于TCP/IP的分布式图像处理方式，包括：

基于TCP/IP的通信协议方式，对图像客户端与由多个服务器组成的图像服务器端进行配置，实现所述图像客户端与所述图像服务器端的连接，构造基于TCP/IP的分布式图像处理环境；

所述图像客户端向所述图像服务器端分发第一图像数据；

所述图像服务器端对所述第一图像数据进行处理，得第二图像数据，并将所述第二图像数据返回至所述图像客户端。

优选的，所述配置包括进行IP和端口的设置。

优选的，所述配置的配置方式包括：

一个图像客户端对多个服务器的一对多的配置方式；

多个图像客户端对多个服务器的多对多的配置方式。

优选的，所述基于TCP/IP的分布式图像处理方式，还包括对所述基于TCP/IP的分布式图像处理环境进行管理。

优选的，对所述基于TCP/IP的分布式图像处理环境进行管理具体包括：自动识别图像服务器端、自动维护服务器列表、处理能力自动识别、资源动态管理、服务端算法无关性处理及自动标记返回。

与现有技术的分布式图像处理方式相比，本发明实施例提供的基于TCP/IP的分布式图像处理方式，是通过基于TCP/IP的通信协议方式，对图像客户端与图像服务器端进行配置，实现图像客户端与图像服务器端的连接，来构造基于TCP/IP的分布式图像处理环境的，进而利用所构造的基于TCP/IP的分布式图像处理环境进行图像数据的分布式处理。因TCP/IP是一个可靠的、面向连结的传输机制，它提供一种可靠的字节流保证数据完整、无损并且按顺序到达，保证了数据传输的可靠性，故在基于TCP/IP的通信协议方式进行上述配置时，配置比较简单，即只需进行IP和端口的设置，不需要复杂的系统配置和安全配置；且基于TCP/IP的网络结构简单成熟，传输效率和速度较高，可满足图像类的大数据量、实时的传输要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的基于TCP/IP的分布式图像处理方式的流程图；

图2是本发明实施例一提供的一对多的配置方式示意图；

图3是本发明实施例一提供的多对多的配置方式示意图；

图4是本发明实施例二提供的资源动态管理实例中图像客户端与服务器间的数据交互图；

图5是本发明实施例二提供的服务端算法无关性处理示意图；

图6是本发明实施例三提供的一对多配置方式下的图像处理实例示意图；

图7是本发明实施例三提供的多对多配置方式下的图像处理实例示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种基于TCP/IP的分布式图像处理方式，以下将通过多个实施例对其进行详细描述。

实施例一

请参见图1，本发明实施例一提供了一种基于TCP/IP的分布式图像处理方式，其包括如下步骤：

S1：基于TCP/IP的通信协议方式，对图像客户端与由多个服务器组成的图像服务器端进行配置，实现所述图像客户端与所述图像服务器端的连接，构造基于TCP/IP的分布式图像处理环境。

本发明实施例利用TCP/IP的网络传输特性，在局域网络内实现高效的分布式图像处理。具体实施时，可选择局域网内所有通讯正常的计算机或多个在线主机作为多个图像处理服务器，并在选择的图像客户端或图像处理服务器上安装相应的图像处理程序、图像处理软件或工具等，之后，基于TCP/IP的通信协议方式对所述图像客户端以及图像服务器端进行分布式处理点的配置搭建，从而可将单一的图像原始数据处理分成平均的若干份进行分布式处理。

由于TCP/IP提供了一个可靠的、面向连接的传输机制，即其具体通过提供一种可靠的字节流保证数据完整、无损并且按顺序到达，保证了数据传输的可靠性，故在基于TCP/IP的通信协议方式，对图像客户端和图像服务器端进行分布式图像处理环境的配置时，只需要进行简单的配置，如只需进行IP和端口的设置，不需要复杂的系统配置和安全配置。

本实施例中，上述基于TCP/IP对图像客户端和图像服务器端进行配置的配置方式包括：如图2所示的一个图像客户端对多个图像服务器的一对多的配置方式，以及如图3所示的多个图像客户端对多个图像服务器的多对多的配置方式。具体可以采用上述一对多的配置方式或多对多的配置方式，在任何选择的主机包括分发点（即所述图像客户端）所在的主机上，进行处理点（即所述服务器）和分发点的配置，还可根据处理点的主机性能进行并行处理数量的配置。

S2：所述图像客户端向所述图像服务器端分发第一图像数据。

在基于TCP/IP的分布式图像处理环境搭建成功之后，图像客户端向图像服务器端所包括的多个服务器分发大数据量的第一图像处理数据，即待处理的原始图像数据，之后可由所述多个服务器对接收的原始图像数据进行相应处理。

S3:所述图像服务器端对所述第一图像数据进行处理，得第二图像数据，并将所述第二图像数据返回至所述图像客户端。

接收到图像客户端发送的原始图像数据之后，图像服务器端所包括的每个服务器基于所安装的图像处理程序、软件等对所述原始图像数据进行相应的图像处理，得图像处理结果，此时，相较于大数据量的原始图像数据，由于每个服务器对图像客户端的原始图像数据的一部分进行处理，故每个服务器皆得小数据量的图像处理结果；最后，图像服务器端将所有图像处理结果即所述第二图像数据返回至图像客户端，从而完成成了基于TCP/IP的分布式图像处理过程。

与现有技术的分布式图像处理方式相比，本发明实施例提供的基于TCP/IP的分布式图像处理方式，是通过基于TCP/IP的通信协议方式，对图像客户端与图像服务器端进行配置，实现图像客户端与图像服务器端的连接，来构造基于TCP/IP的分布式图像处理环境的，进而利用所构造的基于TCP/IP的分布式图像处理环境进行图像数据的分布式处理。因TCP/IP提供了一个可靠的、面向连结的传输机制，它提供一种可靠的字节流保证数据完整、无损并且按顺序到达，保证了数据传输的可靠性，故在基于TCP/IP的通信协议方式进行上述配置时，配置比较简单，即只需进行IP和端口的设置，不需要复杂的系统配置和安全配置；且基于TCP/IP的网络结构简单成熟，传输效率和速度较高，可满足图像类的大数据量的传输要求。

实施例二

基于上述实施例一，本发明实施例二提供了另一种基于TCP/IP的分布式图像处理方式，其在实施例一中基于TCP/IP的分布式图像处理方式所包括的步骤的基础上，还包括如下步骤：对所述基于TCP/IP的分布式图像处理环境进行管理。

其中，对所述基于TCP/IP的分布式图像处理环境进行管理具体包括：

（一）自动识别图像服务器端

该自动识别图像服务器端通过如下方式实现：图像服务器端启动之后，其所包括的多个服务器自动进入被监听状态，即图像客户端具体在启动后，每隔一定时间便进行在线服务器的查询，以确认网络中在线的服务器，并在检测到有新的服务器时自动连接。

（二）自动维护服务器列表

具体地，图像客户端自动管理、维护服务器列表，当检测到有服务器个体断开时，自动从服务器列表中清除该服务器。

（三）处理能力自动识别

图像服务器端可根据其所计算的CPU资源进行自动的处理能力的配置，例如若某一服务器所在的主机CPU是4核的，即配置该服务器的处理能力为4，可同时接收和处理四个数据包。

（四）资源动态管理

当图像客户端有图像数据处理的需求时，其向图像服务器端的服务器发送资源确认请求，以确认服务器是否具备图像处理所需要的资源，如CPU和硬盘空间等；若某一服务器返回有能力处理，图像客户端将向其发送待处理的图像数据，否则，图像客户端不向该服务器发送待处理的图像数据。以下将结合图4，通过两个实例对上述两种管理情况下的交互过程进行描述。

有能力处理：

图像客户端：我有数据，你有资源吗？

服务器：我还有X个CPU闲置，发数据吧。

图像客户端：向服务器发送待处理的数据。

无能力处理：

图像客户端：我有数据，你有资源吗？

服务器：我Y个CPU被Y个处理线程占光了，等一会处理完我会发送消息“我还有X个CPU闲置，发数据吧”通知你的。

图像客户端：不向服务器发送待处理的数据。

其中，0<X≤Y。

（五）服务端算法无关性处理

本实施例具体通过在图像服务器端集成通用的图像算法接口实现服务端算法的无关性。请参见图5，当图像客户端向图像服务器端发送包括诸如原始图像数据、算法序列和参数配置等数据时，图像服务器端基于其所集成的通用图像算法接口，通过接收的算法序列和参数配置对原始图像数据进行处理，而当待处理的原始图像数据所对应的算法需要改变时，图像客户端只需改变其发送的算法序列即可，从而保持了服务器资源的通用性、图像服务器端的独立性。

（六）自动标记返回

在图像客户端向图像服务器端的服务器分发数据时，具体在所分发的原始图像数据中携带标记，其中，不同的图像客户端对应不同的标记，当服务器对接收的原始图像数据进行处理之后，根据原始图像数据中携带的标记，将处理结果返回至发送该原始图像数据的图像客户端。

本实施例二中基于TCP/IP的分布式图像处理方式的其他步骤与实施例一的描述完全相同，具体请参阅实施例一的相关部分介绍，此处不再详述。

实施例三

基于上述实施例一和实施例二，本发明实施例三提供基于TCP/IP的分布式图像处理方式的具体应用实例。

请参见图6，其为基于一对多的配置方式下的图像处理实例示意图，具体以对图像的尺寸处理为例，该方式下，首先需在一台主机上安装尺寸检测程序，在多个主机上安装对图像进行分布式尺寸处理的尺寸处理程序，如在图6中的Local1主机中安装上述尺寸检测程序，在图6中的两个Server主机Server1、Server2中安装上述尺寸处理程序，其中，本实施例中Server1所在主机与图像客户端所在主机均为Local1主机；之后需基于TCP/IP的通讯协议方式，对上述安装了尺寸检测程序、尺寸处理程序的图像客户端和服务器进行IP及端口配置，实现尺寸检测程序与两个尺寸处理程序所在主机的连接，如图6所示，具体进行如下配置：

Server_num=2;

Local1_IP=192.168.172.3;

Server name0=192.168.172.3;

Server_port0=9980；

Server_name1=192.168.172.200；

Server_port1=9981。

其中，本实例中，Server_name0、Server_port0是对Server1所在主机进行的设置，Server_name1、Server_port1是对Server2所在主机进行的设置。最后，尺寸检测程序发送待处理的原始图像数据至两个尺寸处理程序，由两个尺寸处理程序对上述原始图像数据进行尺寸处理后，将处理结果返回至尺寸检测程序供其检测，从而完成了整个图像处理过程。

图7示出了基于多对多的配置方式下的图像处理实例，其与上述一对多方式的区别在于包括两个图像客户端，即图7中的Local1和Local2，可分别在Local1和Local2中安装两个不同的尺寸检测程序、分别在Server1、Server2、Server3所在的主机上安装不同的尺寸处理程序；之后对其进行如下配置：

（一）针对既做为图像客户端同时做为服务器的Local1，该Local1对应两个分布式处理的服务器Server1、Server2，其具体配置数据与上述一对多方式中相同，请参阅一对多方式中的介绍。

（二）针对既做为图像客户端同时做为服务器的Local2，该Local2对应两个分布式处理的服务器Server2、Server3，进行如下配置：

Server_num=2;

Local2_IP=192.168.172.23;

Server_name0=192.168.172.23;

Server_port0=9982；

Server name1=192.168.172.200；

Server_port1=9981。

此处，Server_name0、Server_port0是对Server3所在主机进行的设置，Server_name1、Server_port1是对Server2所在主机进行的设置。最后，Local1和Local2上的尺寸检测程序分别向其对应的分布式处理服务器发送待处理的原始图像数据，由服务器中的尺寸处理程序对原始图像数据进行尺寸处理后，依据接收的原始图像数据中的标记将处理结果返回至相应的尺寸检测程序供其检测，从而完成了整个图像处理过程。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于TCP/IP的分布式图像处理方式，其特征在于，包括：

基于TCP/IP的通信协议方式，对图像客户端与由多个服务器组成的图像服务器端进行配置，实现所述图像客户端与所述图像服务器端的连接，构造基于TCP/IP的分布式图像处理环境；

所述图像客户端向所述图像服务器端分发第一图像数据；

所述图像服务器端对所述第一图像数据进行处理，得第二图像数据，并将所述第二图像数据返回至所述图像客户端。

2.根据权利要求1所述的基于TCP/IP的分布式图像处理方式，其特征在于，所述配置包括进行IP和端口的设置。

3.根据权利要求1所述的基于TCP/IP的分布式图像处理方式，其特征在于，所述配置的配置方式包括：

一个图像客户端对多个服务器的一对多的配置方式；

多个图像客户端对多个服务器的多对多的配置方式。

4.根据权利要求1~3任一项所述的基于TCP/IP的分布式图像处理方式，其特征在于，还包括对所述基于TCP/IP的分布式图像处理环境进行管理。

5.根据权利要求4所述的基于TCP/IP的分布式图像处理方式，其特征在于，对所述基于TCP/IP的分布式图像处理环境进行管理具体包括：自动识别图像服务器端、自动维护服务器列表、处理能力自动识别、资源动态管理、服务端算法无关性处理及自动标记返回。

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