CN109803068A - 一种基于安防监控的异构混合计算系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于安防监控的异构混合计算系统和方法，该系统包括第一中央处理单元、第二中央处理单元、异构加速装置和网络适配器，异构加速装置选用集成视频编解码内核的FPGA芯片或ASIC芯片。基于该系统，提出了基于安防监控的异构混合计算方法。视频流通过第一中央处理单元或网络适配器传给第二中央处理单元，第二中央处理单元对视频流进行解码、图片切割、抽帧后或者预处理成图片流传给异构加速装置，异构加速装置对图片流进行解析推理，然后将解析推理后的结果通过第二中央处理单元传回第一中央处理单元或网络适配器。本发明中，视频流既可以网络传输，也可以本地传输。使用FPGA卡或者ASIC芯片制成的卡替代P4卡，大大的减少了成本。

Description

一种基于安防监控的异构混合计算系统和方法

技术领域

本发明安防监控技术领域，具体提供了一种基于安防监控的异构混合计算系统和方法。

背景技术

安防监控系统能实时、形象、真实地反映被监控对象，不但极大地延长了人眼的观察距离，而且扩大了人眼的机能，它可以在恶劣的环境下代替人工进行长时间监视，让人能够看到被监视现场的实际发生的一切情况。

对于现在的安防系统，视频监控系统，例如无人超市、各个公司或者小区以及马路上的监控，目前一般通过带有视频编解码功能的CPU，比如intel的E3，配合英伟达的P4卡来完成的。但是对于现在遇到的问题就是P4卡里只有2个芯片是用于视频编解码的，如果只是用于编解码这个应用的话，P4的其他计算功能无疑是一种浪费，也是成本的浪费，而且P4卡的价格比较昂贵，无疑增加了安防监控的成本。

发明内容

针对以上缺点，本发明实施例提出了一种基于安防监控的异构混合计算系统和方法，使用FPGA卡或者相应功能的ASIC芯片制成的卡替代现有技术中的P4卡，大大的减少了安防监控系统的成本。

本发明实施例提出了一种基于安防监控的异构混合计算系统，包括：第一中央处理单元、第二中央处理单元、异构加速装置和网络适配器；

所述第一中央处理单元用于对数据流进行本地传输；

所述第二中央处理单元用于视频流进行解码、图片切割、抽帧和预处理；

所述异构加速装置用于对经过第二中央处理单元进行解码、图片切割、抽帧和预处理后的视频流进行解析推理；

所述网络适配器用于对视频流进行网络传输；

所述第二中央处理单元分别与第一中央处理单元、网络适配器和异构加速装置互相通信。

进一步的，所述第一中央处理单元为具有数据传输功能的中央处理单元。

进一步的，所述第二中央处理单元为具有视频处理功能的中央处理单元。

进一步的，所述异构加速装置包括FPGA芯片或ASIC芯片。

进一步的，所述FPGA芯片为集成视频编解码内核的FPGA芯片。

所述ASIC芯片为集成视频编解码内核的ASIC芯片。

一种基于安防监控的异构混合计算方法是在一种基于安防监控的异构混合计算系统上实现的，所述方法包括以下步骤：

S1：视频流通过第一中央处理单元或网络适配器传输给第二中央处理单元；

S2：所述第二中央处理单元对视频流进行解码、图片切割、抽帧后或者预处理后，将视频流处理成图片流，然后将图片流传输给异构加速装置；

S3：所述异构加速装置对所述图片流进行解析推理，然后将经过解析推理后的图片流通过第二中央处理单元再传回第一中央处理单元或网络适配器；

S4：所述第一中央处理单元对经过解析推理后的图片流进行本地传输；所述网络适配器对经过解析推理后的图片流进行网络传输。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明实施例提出了一种基于安防监控的异构混合计算系统和方法，该系统包括第一中央处理单元、第二中央处理单元、异构加速装置和网络适配器；其中第一中央处理单元用于对数据流进行本地传输，第二中央处理单元用于视频流进行解码、图片切割、抽帧和预处理，异构加速装置用于对经过第二中央处理单元进行解码、图片切割、抽帧和预处理后的视频流进行解析推理，网络适配器用于对视频流进行网络传输。第二中央处理单元分别与第一中央处理单元、网络适配器和异构加速装置互相通信。第一中央处理单元具有数据传输功能，第二中央处理单元具有视频处理功能，异构加速装置选用集成视频编解码内核的FPGA芯片或ASIC芯片。基于该系统，还提出了一种基于安防监控的异构混合计算方法。首先，视频流通过第一中央处理单元或网络适配器传输给第二中央处理单元，第二中央处理单元对视频流进行解码、图片切割、抽帧后或者预处理后，将视频流处理成图片流，然后将图片流传输给异构加速装置，异构加速装置对图片流进行解析推理，然后将经过解析推理后的图片流通过第二中央处理单元再传回第一中央处理单元或网络适配器。本发明提出的一种基于安防监控的异构混合计算方法，视频流不仅可以网络传输，也可以使用PCIe链路进行本地传输。使用FPGA卡或者相应功能的ASIC芯片制成的卡替代现有技术中昂贵的P4卡，大大的减少了安防监控系统的成本。

附图说明

图1是本发明实施例1一种基于安防监控的异构混合计算系统连接图；

图2是本发明实施例1一种基于安防监控的异构混合计算方法流程图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

实施例1

本发明实施例1提供了一种基于安防监控的异构混合计算系统，该系统包括第一中央处理单元、第二中央处理单元、异构加速装置和网络适配器。

第一中央处理单元用于对数据流进行本地传输，本发明实施例1中第一中央处理单元选用具有数据传输功能的CPU1。

第二中央处理单元用于视频流进行解码、图片切割、抽帧和预处理。本发明实施例1中第二中央处理单元选用具有视频处理功能的CPU2。

网络适配器为NIC。

异构加速装置包括FPGA芯片或ASIC芯片。其中FPGA芯片集成视频编解码内核，具有图片的推理能力。ASIC芯片同样需要集成视频编解码内核，具有图片的推理能力。

第二中央处理单元分别与第一中央处理单元、网络适配器和异构加速装置互相通信。

如图1所示为本发明实施例1一种基于安防监控的异构混合计算系统连接图；CPU2分别与CPU1、NIC和异构加速芯片或者卡连接。

基于本发明实施例1提出的一种基于安防监控的异构混合计算系统，还提出了一种基于安防监控的异构混合计算方法。

视频流通过CPU1传给CPU2，CPU2是具有视频处理能力的中央处理单元，CPU2对视频流进行解码、图片切割、抽帧后或者预处理后，将视频流处理成图片流。CPU2把处理过后的图片流传给异构加速装置进行解析推理，异构加速装置把推理的结果通过CPU2传给CPU1。CPU1对经过解析推理后的图片流进行本地传输。

视频流通过NIC传给CPU2，CPU2是具有视频处理能力的中央处理单元，CPU2对视频流进行解码、图片切割、抽帧后或者预处理后，将视频流处理成图片流。CPU2把处理过后的图片流传给异构加速装置进行解析推理，异构加速装置把推理的结果通过CPU2传给CPU1或者NIC。CPU1对经过解析推理后的图片流进行本地传输。NIC对经过解析推理后的图片传输出去。

如图2所示是本发明实施例1一种基于安防监控的异构混合计算方法流程图。

在步骤S201中，开始处理该流程。

在步骤S202中，视频流通过CPU1或者NIC传给CPU2。

在步骤S203中，CPU2对视频流进行解码、图片切割、抽帧后或者预处理后，将视频流处理成图片流，并把处理过后的图片流传给异构加速装置。

在步骤S204中，异构加速装置对CPU2处理过后的图片流进行解析推理，并把推理解析的结果通过CPU2传给CPU1，或者通过NIC推理解析后的结果传输出去。

在步骤S205中，CPU1对推理解析后的结果通过PCIe链路进行本地传输。

在步骤S206中，NIC对推理解析后的结果通过网络传输，传送出去。

在步骤S207中，整个流程结束。

尽管说明书及附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (7)

1.一种基于安防监控的异构混合计算系统，其特征在于，包括：第一中央处理单元、第二中央处理单元、异构加速装置和网络适配器；

所述第一中央处理单元用于对数据流进行本地传输；

所述第二中央处理单元用于视频流进行解码、图片切割、抽帧和预处理；

所述异构加速装置用于对经过第二中央处理单元进行解码、图片切割、抽帧和预处理后的视频流进行解析推理；

所述网络适配器用于对视频流进行网络传输；

所述第二中央处理单元分别与第一中央处理单元、网络适配器和异构加速装置互相通信。

2.根据权利要求1所述的一种基于安防监控的异构混合计算系统，其特征在于，所述第一中央处理单元为具有数据传输功能的中央处理单元。

3.根据权利要求1所述的一种基于安防监控的异构混合计算系统，其特征在于，所述第二中央处理单元为具有视频处理功能的中央处理单元。

4.根据权利要求1所示的一种基于安防监控的异构混合计算系统，其特征在于，所述异构加速装置包括FPGA芯片或ASIC芯片。

5.根据权利要求4所述的一种基于安防监控的异构混合计算系统，其特征在于，所述FPGA芯片为集成视频编解码内核的FPGA芯片；

所述ASIC芯片为集成视频编解码内核的ASIC芯片。

6.根据权利要求1所述的一种基于安防监控的异构混合计算系统，其特征在于，所述网络适配器为NIC。

7.一种基于安防监控的异构混合计算方法，基于权利要求1至6所述的一种基于安防监控的异构混合计算系统实现的，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：视频流通过第一中央处理单元或网络适配器传输给第二中央处理单元；

S2：所述第二中央处理单元对视频流进行解码、图片切割、抽帧后或者预处理后，将视频流处理成图片流，然后将图片流传输给异构加速装置；

S3：所述异构加速装置对所述图片流进行解析推理，然后将经过解析推理后的图片流通过第二中央处理单元再传回第一中央处理单元或网络适配器；

S4：所述第一中央处理单元对经过解析推理后的图片流进行本地传输；所述网络适配器对经过解析推理后的图片流进行网络传输。