CN109862402A - 基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置，包括：控平台系统包括：分布在不同区域的多个前台业务子系统，接收所属区域在边缘节点上的多媒体文件处理请求；多媒体文件处理系统包括：分布在不同区域的多个多媒体文件处理中心，从同一区域的多媒体文件存储系统里下载对应的多媒体源文件，生成多媒体节目文件；多媒体文件存储系统包括：分布在多个不同区域的多个FTP服务器；智能控制节点端根据多媒体文件下载指令，向邻近的FTP服务器下载对应的多媒体节目文件。本发明通过边缘侧的多媒体处理中心提供节目处理服务，加快处理的效率，采用网格计算原理对各个多媒体文件处理中心分配节目处理任务量，提升处理效率。

Description

基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置

技术领域

本发明涉及智能灯光控制技术领域，特别涉及一种基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置。

背景技术

在进行户外大型楼栋灯光效果控制的时候，因为多媒体文件自身数字内容数据量大或需要生成大量的节目文件，而系统控制节目播放前多媒体文件处理效率要求也比较高。目前，在国内的LED户外景观亮化控制系统中处理节目数据时，普遍采用的是串行处理方式，通过串行处理方式将源文件完整的视频帧数据裁剪处理，或者拷贝源视频文件到多台多媒体文件处理服务器进行帧数据的裁剪处理。当前业界的这些技术手段，要么耗费大量时间在视频帧数据的裁剪处理，要么无法充分利用多媒体文件处理服务器空闲的CPU资源，并且多媒体文件处理服务器处理能力不够，无法应对紧急情况下快速生成节目或者生成大量节目的需求。

虽然并行处理技术可以弥补这些不足，目前比较常见的并行处理技术一般都是固定地任务数量并行处理。但因多媒体文件处理服务器的CPU处理能力不一致，任务处理生成节目的数量也不一致，加上多媒体数据流处理服务器端配置的多媒体文件处理服务器数量不一致，导致该类方法存在导致服务器的CPU使用率过高，无法提升多媒体文件处理处理能力等缺憾。所以，需要研发一种能满足多媒体文件处理的系统和方法。

在现有技术中，多媒体文件处理服务器端基本是通过串行处理方式对源文件数据进行处理，这种方式导致了在需要播放节目时，要长时间等待节目处理，无法应对紧急任务快速生成节目文件，也无法同时处理生成大量的节目文件，并且系统地可靠性也比较差，多媒体文件处理服务器宕机时便无法处理生成节目。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置。

为了实现上述目的，本发明一方面的实施例提供一种基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置，包括：云控平台系统、多媒体文件处理系统、多媒体文件存储系统和智能控制节点端，其中，

所述云控平台系统包括：分布在不同区域的多个前台业务子系统，每个所述前台业务子系统用于接收所属区域在边缘节点上的多媒体文件处理请求，并将该请求任务提交给所述多媒体文件处理系统，以及处理所属区域的多媒体源文件的上传、审核和编辑下发；

所述多媒体文件处理系统包括：分布在不同区域的多个多媒体文件处理中心，每个所述多媒体文件处理中心用于在接收来自同一区域的前台业务子系统的请求任务时，从同一区域的所述多媒体文件存储系统里下载对应的多媒体源文件，并对所述多媒体源文件进行能处理，生成多媒体节目文件，并将所述多媒体节目文件发送至所述多媒体文件存储系统进行存储；

所述多媒体文件存储系统包括：分布在多个不同区域的多个FTP服务器，每个所述FTP服务器用于存储所属区域的来自所述前台业务子系统上传的多媒体源文件、来自所述多媒体文件处理中心的多媒体节目文件；

所述智能控制节点端用于根据多媒体下载控制指令，向邻近的FTP服务器下载对应的多媒体节目文件，并在对所述多媒体节目文件进行处理后播放。

进一步，每个所述多媒体文件处理中心包括：任务调度服务器和多台多媒体文件处理服务器，所述任务调度服务器用于接收来自所属区域的前台业务子系统提交的任务的分配和控制指令的下发，从本区域的FTP服务器下载任务指定的多媒体源文件，然后利用网格计算原理向多台多媒体文件处理服务器分配节目处理任务量。

进一步，所述网格计算原理为由所述任务调度服务器将一个多媒体数据数据处理任务划分成多个子任务，并计算所有的多媒体文件处理服务器的数量以及各台文件处理服务器的CPU性能，然后根据各台服务器不一样的处理能力，将不同等份的子任务分配给各个多媒体文件处理服务器进行并行处理，最后由调度服务器将各个多媒体文件处理服务器的处理结果进行汇聚。

进一步，当所述多媒体文件处理服务器完成一个节目的任务处理时，在边缘侧实时获得所述任务调度服务器分配的新任务。

进一步，所述多媒体文件处理服务器处理所述任务调度服务器预分配的节目处理任务、实时新增的节目处理任务，并且对接收到的多媒体源文件进行视频流数据的格式转换、并将完整的视频流数据按时长分片生成多个分片视频文件，对多个视频帧数据的裁剪的并行处理，将多个分片视频文件处理后的视频流数据按先后顺序合并生成处理后的完整的视频流数据，作为多媒体节目文件。

进一步，所述多媒体源文件包括音频流数据、视频流数据和图像数据。

进一步，所述云控平台系统的前台业务子系统用于检测所属区域的任务调度服务器的工作状态，并在检测到任务调度服务器处于空闲状态时，向其下发处理任务。

进一步，当所述任务调度服务器检测到本区域的多媒体文件处理服务器宕机时，动态的向本区域内其他功能正常的每台多媒体文件处理服务器分配节目的任务量。

进一步，云控平台系统还用于向管理员显示节目的任务处理状态，包括：节目文件未处理、处理失败和处理成功。

进一步，所述智能控制节点端则接收视频下载控制指令包括以下两种方式：

(1)接收来自用户实时发送的视频下载控制指令；

(2)所述视频下载控制指令由用户预设设置在所述智能控制节点端中。

根据本发明实施例的基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置，具有以下有益效果：通过边缘侧的多媒体处理中心提供节目处理服务，加快了处理的效率，通过边缘侧的FTP服务器提供上传下载服务，加快了传输的效率。并且采用网格计算原理，对各个多媒体文件处理中心分配节目处理任务量，从而可以提升处理效率。本发明在需要播放节目时，无需长时间等待节目处理，通过网格计算原理进行任务分配，可以应对紧急任务快速生成节目文件，同时处理生成大量的节目文件，系统可靠性较高。并且本发明在多媒体文件处理服务器宕机时，可以动态的分配节目处理任务量，向其他功能正常的每台多媒体文件处理服务器分配合理任务量，以尽量缩短节目处理的时间，提高工作效率。本发明可以实现脱离统一的中心调度、各个多媒体文件中心对各自多媒体文件进行处理的去中心化形态。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置的结构图；

图2为根据本发明实施例的多媒体文件处理中心的结构图；

图3为根据本发明实施例的同一区域中的各功能模块部署示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提供一种基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置，可以实现对智能灯光控制系统和LED户外景观亮化控制系统等的数据处理。

如图1所示，本发明实施例的基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置，包括：云控平台系统100、多媒体文件处理系统200、多媒体文件存储系统300和智能控制节点端400。

具体的，云控平台系统100包括：分布在不同区域的多个前台业务子系统110，每个前台业务子系统110用于接收所属区域在边缘节点上的多媒体文件处理请求，并将该请求任务提交给多媒体文件处理系统200，以及处理所属区域的多媒体源文件的上传、审核和编辑下发。

多媒体文件处理系统200包括：分布在不同区域的多个多媒体文件处理中心210，每个多媒体文件处理中心210用于在接收来自同一区域的前台业务子系统110的请求任务时，从同一区域的多媒体文件存储系统300里下载对应的多媒体源文件，并对多媒体源文件进行能处理，生成多媒体节目文件，并将多媒体节目文件发送至多媒体文件存储系统300进行存储。

在本发明的一个实施例中，多媒体源文件包括音频流数据、视频流数据和图像数据。需要说明的是，多媒体源文件的类型不限于上述，还可以包括其他类型的数据，在此不再赘述。

具体的，如图2所示，每个多媒体文件处理中心210包括：任务调度服务器211和多台多媒体文件处理服务器212，任务调度服务器211用于接收来自所属区域的前台业务子系统110提交的任务的分配和控制指令的下发，从本区域的FTP服务器310下载任务指定的多媒体源文件，然后利用网格计算原理向多台多媒体文件处理服务器212分配节目处理任务量。

云控平台系统100的前台业务子系统110用于检测所属区域的任务调度服务器211的工作状态，并在检测到任务调度服务器211处于空闲状态时，向其下发处理任务。

在本发明的一个实施例中，网格计算原理为由任务调度服务器211将一个多媒体数据数据处理任务划分成多个子任务，并计算所有的多媒体文件处理服务器212的数量以及各台文件处理服务器的CPU性能，然后根据各台服务器不一样的处理能力，将不同等份的子任务分配给各个多媒体文件处理服务器212进行并行处理，最后由任务调度服务器211将各个多媒体文件处理服务器212的处理结果进行汇聚。本质上是网格计算的一种形式，以求最大的利用区域的服务器处理能力，在最短的时间里完成多媒体文件处理。

在本发明中，多媒体文件处理服务器212处理任务调度服务器211预分配的节目处理任务、实时新增的节目处理任务，并且对接收到的多媒体源文件进行视频流数据的格式转换、并将完整的视频流数据按时长逐段的分片生成多个分片视频文件，对多个视频帧数据的裁剪的并行处理，将多个分片视频文件处理后的视频流数据按先后顺序合并生成处理后的完整的视频流数据，作为多媒体节目文件。

需要说明的是，当多媒体文件处理服务器212完成一个节目的任务处理时，在边缘侧实时获得任务调度服务器211分配的新任务，继续执行工作。

在本发明的一个实施例中，当任务调度服务器211检测到本区域的多媒体文件处理服务器212宕机时，动态的分配节目处理任务量，向其他功能正常的每台多媒体文件处理服务器212分配合理任务量，以尽量缩短节目处理的时间，提高工作效率。

多媒体文件存储系统300包括：分布在多个不同区域的多个FTP服务器310，每个FTP服务器310用于存储所属区域的来自前台业务子系统110上传的多媒体源文件、来自多媒体文件处理中心210的多媒体节目文件。

边缘侧的FTP服务器310存储本区域的前台业务系统上传的多媒体文件，本区域的多媒体文件处理中心210生成的节目文件，提供节目文件给节点端就近下载，减少了网络带宽压力。

智能控制节点端400用于根据多媒体下载控制指令，向邻近的FTP服务器310下载对应的多媒体节目文件，并在对多媒体节目文件进行处理后播放。

其中，智能控制节点端400则接收视频下载控制指令包括以下两种方式：

(1)接收来自用户实时发送的视频下载控制指令；

(2)视频下载控制指令由用户预设设置在智能控制节点端400中。

在本发明的实施例中，云控平台系统100还用于向管理员显示节目的任务处理状态，包括：节目文件未处理、处理失败和处理成功。通过将节目的任务处理状态持久化到数据库以便于云控平台系统100进行展示，从而可以显著提升节目处理效率，同时极大提升了用户对LED景观亮化效果的体验度。

如图3所示，本发明通过在边缘节点上请求对多媒体文件处理时，由该区域的前台业务子系统110将任务直接提交给该区域的多媒体文件处理中心210进行处理，本区域的FTP服务器310用于存储所属区域的来自前台业务子系统110上传的多媒体源文件、来自多媒体文件处理中心210的多媒体节目文件，从而实现脱离统一的中心调度、各个多媒体文件中心对各自多媒体文件进行处理的去中心化形态，同时也是边缘计算的一种形式。

根据本发明实施例的基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置，具有以下有益效果：通过边缘侧的多媒体处理中心提供节目处理服务，加快了处理的效率，通过边缘侧的FTP服务器提供上传下载服务，加快了传输的效率。并且采用网格计算原理，对各个多媒体文件处理中心分配节目处理任务量，从而可以提升处理效率。本发明在需要播放节目时，无需长时间等待节目处理，通过网格计算原理进行任务分配，可以应对紧急任务快速生成节目文件，同时处理生成大量的节目文件，系统可靠性较高。并且本发明在多媒体文件处理服务器宕机时，可以动态的分配节目处理任务量，向其他功能正常的每台多媒体文件处理服务器分配合理任务量，以尽量缩短节目处理的时间，提高工作效率。本发明可以实现脱离统一的中心调度、各个多媒体文件中心对各自多媒体文件进行处理的去中心化形态。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (10)

1.一种基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置，其特征在于，包括：云控平台系统、多媒体文件处理系统、多媒体文件存储系统和智能控制节点端，其中，

所述云控平台系统包括：分布在不同区域的多个前台业务子系统，每个所述前台业务子系统用于接收所属区域在边缘节点上的多媒体文件处理请求，并将该请求任务提交给所述多媒体文件处理系统，以及处理所属区域的多媒体源文件的上传、审核和编辑下发；

所述多媒体文件处理系统包括：分布在不同区域的多个多媒体文件处理中心，每个所述多媒体文件处理中心用于在接收来自同一区域的前台业务子系统的请求任务时，从同一区域的所述多媒体文件存储系统里下载对应的多媒体源文件，并对所述多媒体源文件进行能处理，生成多媒体节目文件，并将所述多媒体节目文件发送至所述多媒体文件存储系统进行存储；

所述多媒体文件存储系统包括：分布在多个不同区域的多个FTP服务器，每个所述FTP服务器用于存储所属区域的来自所述前台业务子系统上传的多媒体源文件、来自所述多媒体文件处理中心的多媒体节目文件；

所述智能控制节点端用于根据多媒体下载控制指令，向邻近的FTP服务器下载对应的多媒体节目文件，并在对所述多媒体节目文件进行处理后播放。

2.如权利要求1所述的基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置，其特征在于，每个所述多媒体文件处理中心包括：任务调度服务器和多台多媒体文件处理服务器，所述任务调度服务器用于接收来自所属区域的前台业务子系统提交的任务的分配和控制指令的下发，从本区域的FTP服务器下载任务指定的多媒体源文件，然后利用网格计算原理向多台多媒体文件处理服务器分配节目处理任务量。

3.如权利要求1所述的基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置，其特征在于，所述网格计算原理为由所述任务调度服务器将一个多媒体数据数据处理任务划分成多个子任务，并计算所有的多媒体文件处理服务器的数量以及各台文件处理服务器的CPU性能，然后根据各台服务器不一样的处理能力，将不同等份的子任务分配给各个多媒体文件处理服务器进行并行处理，最后由调度服务器将各个多媒体文件处理服务器的处理结果进行汇聚。

4.如权利要求1所述的基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置，其特征在于，当所述多媒体文件处理服务器完成一个节目的任务处理时，在边缘侧实时获得所述任务调度服务器分配的新任务。

5.如权利要求1所述的基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置，其特征在于，所述多媒体文件处理服务器处理所述任务调度服务器预分配的节目处理任务、实时新增的节目处理任务，并且对接收到的多媒体源文件进行视频流数据的格式转换、并将完整的视频流数据按时长分片生成多个分片视频文件，对多个视频帧数据的裁剪的并行处理，将多个分片视频文件处理后的视频流数据按先后顺序合并生成处理后的完整的视频流数据，作为多媒体节目文件。

6.如权利要求1所述的基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置，其特征在于，所述多媒体源文件包括音频流数据、视频流数据和图像数据。

7.如权利要求1所述的基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置，其特征在于，所述云控平台系统的前台业务子系统用于检测所属区域的任务调度服务器的工作状态，并在检测到任务调度服务器处于空闲状态时，向其下发处理任务。

8.如权利要求1所述的基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置，其特征在于，当所述任务调度服务器检测到本区域的多媒体文件处理服务器宕机时，动态的向本区域内其他功能正常的每台多媒体文件处理服务器分配节目的任务量。

9.如权利要求1所述的基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置，其特征在于，所述云控平台系统还用于向管理员显示节目的任务处理状态，包括：节目文件未处理、处理失败和处理成功。

10.权利要求1所述的基于并行和边缘计算的灯光控制系统多媒体数据处理装置，其特征在于，所述智能控制节点端则接收视频下载控制指令包括以下两种方式：

(1)接收来自用户实时发送的视频下载控制指令；

(2)所述视频下载控制指令由用户预设设置在所述智能控制节点端中。