CN103500124A - 一种向多图形处理器分配数据的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种向多图形处理器分配数据的方法和系统。其中，该方法包括：将待编码数据拆分为数据帧；根据各个图形处理器的当前负载量，分配所述数据帧给所述各个图形处理器，其中，图形处理器的当前负载量越大，分配的数据帧越少，图形处理器的当前负载量越小，分配的数据帧越多。根据本发明实施例，使各个图形处理器之间的负载量达到均衡，进而保证多图形处理器的资源被充分利用。

Description

一种向多图形处理器分配数据的方法和系统

技术领域

本发明涉及视频监控领域，特别是涉及一种向多图形处理器分配数据的方法和系统。

背景技术

近年来，随着数字技术和视频监控技术的飞速发展，尤其是网络和高清设备的大量普及，视频数据的处理已经收到越来越多的重视和关注。目前，对视频数据的处理主要是使用中央处理器，虽然近几十年来硬件技术的不断发展导致中央处理器的处理能力飞速上升，但是，由于视频数据的数据量非常巨大，因此，中央处理器对视频数据的处理速度还是远远不能满足现在高端视频监控的需求。基于这种情况，就需要使用在处理能力上具有突出表现的处理器来对监控视频数据进行处理，而图形处理器应运而生。事实证明，在浮点运算和并行运算等方面，图形处理器的处理能力比中央处理器高数十倍乃至上百倍。

在安全防护行业中，越来越多的应用场景需要视频服务器进行大量的编码和解码运算，而图形处理器的运算优势会高效地提高视频服务器的数据处理能力。

在现有技术中，为了提高数据处理能力，很多的视频服务器都运用了多图形处理器进行多线程任务的数据处理。而向多图形处理器分配数据的方法一般为：将编码数据拆分成一个一个的数据帧，然后以轮询的方式向图形处理器平均分配数据帧。例如，为了方便描述，假设有5个图形处理器，并且，将待编码数据拆分成了10个数据帧，数据的分配方法是：在第一轮中，将第1个数据帧分配给第1个图形处理器，将第2个数据帧分配给第2个图形处理器...，将第5个数据帧分配给第5个图形处理器，然后，在第二轮中，将第6个数据帧分配给第1个图形处理器，将第7个数据帧分配给第2个图形处理器...，将第10个数据帧分配给第5个图形处理器。

但是，在实现本发明的过程中，本发明的发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有技术中的这种分配方式虽然可以将数据帧平均分配到各个图形处理器上，然而，即使是相同的图形处理器，其处理不同的数据帧时所消耗的资源也是不同，因此，会出现有些图形处理器的资源没有充分利用，而有些图形处理器的资源已经全部用完的问题出现，即，图形处理器的资源没有被有效的利用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种向多图形处理器分配数据的方法和系统，以使多图形处理器的资源被充分利用。

本发明实施例公开了如下技术方案：

一种向多图形处理器分配数据的方法，包括：

将待编码数据拆分为数据帧；

根据各个图形处理器的当前负载量，分配所述数据帧给所述各个图形处理器，其中，图形处理器的当前负载量越大，分配的数据帧越少，图形处理器的当前负载量越小，分配的数据帧越多。

优选的，所述根据各个图形处理器的当前负载量，分配所述数据帧给所述各个图形处理器，包括：

计算所述各个图形处理器的当前负载量；

比较所述各个图形处理器的当前负载量的大小，将当前待分配的数据帧分配给当前负载量最小的图形处理器。

进一步优选的，所述计算所述各个图形处理器的当前负载量，包括：

预先为不同分辨率或码率的数据帧设置不同的负载权值，其中，数据帧的分辨率或码率越小，设置的负载权值越小，数据帧的分辨率或码率越大，设置的负载权值越大；

对所述各个图形处理器中当前所有数据帧的负载权值相加求和，将求和值作为所述各个图形处理器的当前负载量。

更进一步优选的，所述预先为不同分辨率的数据帧设置不同的负载权值，包括：

为最小分辨率的数据帧设置一个负载权值，并作为负载权值最小单位；

计算其它分辨率与所述最小分辨率之间的倍数，将所述倍数与所述负载权值最小单位的乘积值作为其它分辨率的数据帧的负载权值。

或者，更进一步优选的，所述预先为不同码率的数据帧设置不同的负载权值，包括：

为最小码率的数据帧设置一个负载权值，并作为负载权值最小单位；

计算其它码率与所述最小码率之间的倍数，将所述倍数与所述负载权值最小单位的乘积值作为其它码率的数据帧的负载权值。

一种向图形处理器分配数据的系统，包括：

数据拆分装置，用于将待编码数据拆分为数据帧；

数据分配装置，用于根据各个图形处理器的当前负载量，分配所述数据帧给所述各个图形处理器，其中，图形处理器的当前负载量越大，分配的数据帧越少，图形处理器的当前负载量越小，分配的数据帧越多。

优选的，所述数据分配装置包括：

负载量计算单元，用于计算所述各个图形处理器的当前负载量；

负载量比较单元，比较所述各个图形处理器的当前负载量的大小，将当前待分配的数据帧分配给当前负载量最小的图形处理器。

进一步优选的，所述负载量计算单元包括：

负载权值设置子单元，用于预先为不同分辨率或码率的数据帧设置不同的负载权值，其中，数据帧的分辨率或码率越小，设置的负载权值越小，数据帧的分辨率或码率越大，设置的负载权值越大；

负载权值求和子单元，用于对所述各个图形处理器中当前所有数据帧的负载权值相加求和，将求和值作为所述各个图形处理器的当前负载量。

更进一步优选的，所述负载权值设置子单元包括：

第一最小单元设置子单元，用于为最小分辨率的数据帧设置一个负载权值，并作为负载权值最小单位；

第一负载权值计算子单元，用于计算其它分辨率与所述最小分辨率之间的倍数，将所述倍数与所述负载权值最小单位的乘积值作为其它分辨率的数据帧的负载权值。

或者，更进一步优选的，所述负载权值设置子单元包括：

第二最小单元设置子单元，用于为最小码率的数据帧设置一个负载权值，并作为负载权值最小单位；

第二负载权值计算子单元，用于计算其它码率与所述最小码率之间的倍数，将所述倍数与所述负载权值最小单位的乘积值作为其它码率的数据帧的负载权值。

由上述实施例可以看出，与现有技术相比，本发明的优点在于：

以图形处理器的当前负载量为标准，为图形处理器分配数据帧，使各个图形处理器之间的负载量达到均衡，以保证多图形处理器的资源被充分利用。

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，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一揭示的一种向多图形处理器分配数据的方法的流程图；

图2为本发明实施例二揭示的一种获取图形处理器的当前负载量的方法的流程图；

图3为本发明实施例三揭示的一种向对图形处理器分配数据的系统的结构图；

图4为本发明数据分配装置的一种结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供了向多图形处理器分配数据的方法和系统。本发明的核心在于，根据各个图形处理器的负载量的多少，为其分配数据帧，从而使各个图形处理器之间的负载量达到均衡，以保证多图形处理器的资源被充分利用。

本发明的技术方案可以应用于监控视频数据，特别是高清监控视频数据。当然，本发明技术方案不局限于应用到监控视频数据上，也可以应用到其它视频数据上。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

实施例一

请参阅图1，其为本发明实施例一揭示的一种向多图形处理器分配数据的方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤101：将待编码数据拆分为数据帧；

步骤102：根据各个图形处理器的当前负载量，分配所述数据帧给所述各个图形处理器，其中，图形处理器的当前负载量越大，分配的数据帧越少，图形处理器的当前负载量越小，分配的数据帧越多。

一种优选的分配方式是：计算所述各个图形处理器的当前负载量；比较所述各个图形处理器的当前负载量的大小，将当前待分配的数据帧分配给当前负载量最小的图形处理器。

例如，为了方便描述，假设视频服务器内设有5个图形处理器，系统是逐个地向图形处理器分配数据帧的，在分配当前待分配的一个数据帧之前，先计算5个图形处理器的当前负载量，并比较5个图形处理器的当前负载量的大小，如果经比较发现第3个图形处理器的当前负载量最小，则将当前待分配的数据帧分配给第3个图形处理器。

由上述实施例可以看出，与现有技术相比，本发明的优点在于：

以图形处理器的当前负载量为标准，为图形处理器分配数据帧，使各个图形处理器之间的负载量达到均衡，以保证多图形处理器的资源被充分利用。

实施例二

本实施例提供一种获取图形处理器的当前负载量的优选方法。请参阅图2，其为本发明实施例二揭示的一种获取图形处理器的当前负载量的方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤201：预先为不同分辨率或码率的数据帧设置不同的负载权值；

其中，数据帧的分辨率或码率越小，设置的负载权值越小，数据帧的分辨率或码率越大，设置的负载权值越小。

如果按照分辨率设置负载权值，一种优选的方式是：为最小分辨率的数据帧设置一个负载权值，并作为负载权值最小单位；计算其它分辨率与所述最小分辨率之间的倍数，将所述倍数与所述负载权值最小单位的乘积值作为其它分辨率的数据帧的负载权值。

例如，如果数据帧的最小码率为352*288，为最小分辨率为352*288的数据帧设置一个负载权值（该负载权值可以是一个任意值，如，设为10），并作为负载权值最小单位，然后计算其它分辨率720*576以及1920*1080与最小分辨率352*288之间的倍数，经计算可得倍数分别为2倍和4倍，将倍数与该负载权值最小单位的乘积值作为其它分辨率的负载权值，即，分辨率为720*576的数据帧的负载权值为2*10=20，分辨率为1920*1080的数据帧的负载权值为4*10=40。

如果按照码率设置负载权值，一种优选的方式是：为最小码率的数据帧设置一个负载权值，并作为负载权值最小单位；计算其它码率与所述最小码率之间的倍数，将所述倍数与所述负载权值最小单位的乘积值作为其它码率的数据帧的负载权值。

例如，如果数据帧的最小码率为256k，为最小码率为256k的数据帧设置一个负载权值（该负载权值可以是一个任意值，如，设为10），并作为负载权值最小单位，然后计算其它码率512K、1M、2M和4M与最小分辨率256k之间的倍数，经计算可得倍数分别为2倍、4倍、8被和16倍，将倍数与该负载权值最小单位的乘积值作为其它分码率的负载权值，即，码率为512k的数据帧的负载权值为2*10=20，码率为1M的数据帧的负载权值为4*10=40，码率2M的数据帧的负载权值为8*10=80，码率为4M的数据帧的负载权值为16*10=160。

步骤202：对各个图形处理器中当前所有数据帧的负载权值相加求和，将求和值作为各个图形处理器的当前负载量。

通常，一个图形处理器中会包含有多个编码通道，用于对多路数据进行编码。统计图形处理器中所有编码通道上的当前所有数据帧，通过上一个步骤，可以确定每个数据帧的负载权值，然后对所有数据帧的负载权值加权求和，该求和值即为该图形处理器的当前负载值。

由上述实施例可以看出，与现有技术相比，本发明的优点在于：

以图形处理器的当前负载量为标准，为图形处理器分配数据帧，使各个图形处理器之间的负载量达到均衡，以保证多图形处理器的资源被充分利用。

实施例三

与上述一种向多图形处理器分配数据的方法相对应，本发明实施例还提供了一种向对图形处理器分配数据的系统。请参阅图3，其为本发明实施例三揭示的一种向对图形处理器分配数据的系统的结构图，该系统包括：数据拆分装置301和数据分配装置302。下面结合该装置的工作原理进一步介绍其内部结构以及连接关系。

数据拆分装置301，用于将待编码数据拆分为数据帧；

数据分配装置302，用于根据各个图形处理器的当前负载量，分配所述数据帧给所述各个图形处理器，其中，图形处理器的当前负载量越大，分配的数据帧越少，图形处理器的当前负载量越小，分配的数据帧越多。

优选的，如图4所示，数据分配装置302包括：负载量计算单元3021和负载量比较单元3022；

负载量计算单元3021，用于计算所述各个图形处理器的当前负载量；

负载量比较单元3022，比较所述各个图形处理器的当前负载量的大小，将当前待分配的数据帧分配给当前负载量最小的图形处理器。

进一步优选的，负载量计算单元3021包括：

负载权值设置子单元，用于预先为不同分辨率或码率的数据帧设置不同的负载权值，其中，数据帧的分辨率或码率越小，设置的负载权值越小，数据帧的分辨率或码率越大，设置的负载权值越大；以及，

负载权值求和子单元，用于对所述各个图形处理器中当前所有数据帧的负载权值相加求和，将求和值作为所述各个图形处理器的当前负载量。

作为一种优选方式，所述负载权值设置子单元包括：

第一最小单元设置子单元，用于为最小分辨率的数据帧设置一个负载权值，并作为负载权值最小单位；以及，

第一负载权值计算子单元，用于计算其它分辨率与所述最小分辨率之间的倍数，将所述倍数与所述负载权值最小单位的乘积值作为其它分辨率的数据帧的负载权值。

或者，作为另一种优选方式，所述负载权值设置子单元包括：

第二最小单元设置子单元，用于为最小码率的数据帧设置一个负载权值，并作为负载权值最小单位；以及，

第二负载权值计算子单元，用于计算其它码率与所述最小码率之间的倍数，将所述倍数与所述负载权值最小单位的乘积值作为其它码率的数据帧的负载权值。

由上述实施例可以看出，与现有技术相比，本发明的优点在于：

以图形处理器的当前负载量为标准，为图形处理器分配数据帧，使各个图形处理器之间的负载量达到均衡，以保证多图形处理器的资源被充分利用。

所述领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述到的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，可以采用软件功能单元的形式实现。

需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random AccessMemory，RAM）等。

以上对本发明所提供的一种向多图形处理器分配数据的方法和系统进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种向多图形处理器分配数据的方法，其特征在于，包括：

将待编码数据拆分为数据帧；

根据各个图形处理器的当前负载量，分配所述数据帧给所述各个图形处理器，其中，图形处理器的当前负载量越大，分配的数据帧越少，图形处理器的当前负载量越小，分配的数据帧越多。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各个图形处理器的当前负载量，分配所述数据帧给所述各个图形处理器，包括：

计算所述各个图形处理器的当前负载量；

比较所述各个图形处理器的当前负载量的大小，将当前待分配的数据帧分配给当前负载量最小的图形处理器。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所述各个图形处理器的当前负载量，包括：

预先为不同分辨率或码率的数据帧设置不同的负载权值，其中，数据帧的分辨率或码率越小，设置的负载权值越小，数据帧的分辨率或码率越大，设置的负载权值越大；

对所述各个图形处理器中当前所有数据帧的负载权值相加求和，将求和值作为所述各个图形处理器的当前负载量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预先为不同分辨率的数据帧设置不同的负载权值，包括：

为最小分辨率的数据帧设置一个负载权值，并作为负载权值最小单位；

计算其它分辨率与所述最小分辨率之间的倍数，将所述倍数与所述负载权值最小单位的乘积值作为其它分辨率的数据帧的负载权值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预先为不同码率的数据帧设置不同的负载权值，包括：

为最小码率的数据帧设置一个负载权值，并作为负载权值最小单位；

计算其它码率与所述最小码率之间的倍数，将所述倍数与所述负载权值最小单位的乘积值作为其它码率的数据帧的负载权值。

6.一种向图形处理器分配数据的系统，其特征在于，包括：

数据拆分装置，用于将待编码数据拆分为数据帧；

数据分配装置，用于根据各个图形处理器的当前负载量，分配所述数据帧给所述各个图形处理器，其中，图形处理器的当前负载量越大，分配的数据帧越少，图形处理器的当前负载量越小，分配的数据帧越多。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述数据分配装置包括：

负载量计算单元，用于计算所述各个图形处理器的当前负载量；

负载量比较单元，比较所述各个图形处理器的当前负载量的大小，将当前待分配的数据帧分配给当前负载量最小的图形处理器。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述负载量计算单元包括：

负载权值设置子单元，用于预先为不同分辨率或码率的数据帧设置不同的负载权值，其中，数据帧的分辨率或码率越小，设置的负载权值越小，数据帧的分辨率或码率越大，设置的负载权值越大；

负载权值求和子单元，用于对所述各个图形处理器中当前所有数据帧的负载权值相加求和，将求和值作为所述各个图形处理器的当前负载量。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述负载权值设置子单元包括：

第一最小单元设置子单元，用于为最小分辨率的数据帧设置一个负载权值，并作为负载权值最小单位；

第一负载权值计算子单元，用于计算其它分辨率与所述最小分辨率之间的倍数，将所述倍数与所述负载权值最小单位的乘积值作为其它分辨率的数据帧的负载权值。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述负载权值设置子单元包括：

第二最小单元设置子单元，用于为最小码率的数据帧设置一个负载权值，并作为负载权值最小单位；

第二负载权值计算子单元，用于计算其它码率与所述最小码率之间的倍数，将所述倍数与所述负载权值最小单位的乘积值作为其它码率的数据帧的负载权值。

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