CN112954438B - 一种图像处理方法以及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种图像处理方法以及装置，方法包括：根据预设条件，将获取的单帧图像分解为多个图像分块；利用多级功能模块，对多个图像分块依次进行串行处理，显示单帧图像；其中，单个图像分块经过多级功能模块处理得到的延时，作为单帧图像的延时。由于每一级功能模块每次处理的不再是单帧视频图像，而是单个图像分块，使得每一级功能模块处理过程中产生的延时有效缩短，进而有效缩短了单帧视频图像的延时，解决云游戏、AI视频、直播视频以及短视频等应用场景中，画面卡顿的技术问题，提升了用户体验。

Description

一种图像处理方法以及装置
技术领域
本申请涉及视频技术领域，尤其涉及一种图像处理方法以及装置。
背景技术
在云游戏、短视频以及直播视频等场景中，客户端设备经由网络向运行游戏、视频图像处理的服务器提供控制指令，服务器对控制指令进行动作以生成视频流，视频流经由网络被发送到客户端设备，以在客户端设备的屏幕上显示。在这个过程中可能会遇到延时，一方面，延时来自硬件设备本身，另一方面，由于视频图像在经历渲染、编码、解码等功能模块的流水线串行处理，导致视频流在客户端设备显示时会产生较大延时。视频图像的延时会导致显示的游戏画面或者视频画面发生卡顿，用户体验较差。
发明内容
本申请实施例提供一种图像处理方法以及装置，以解决相关技术存在的问题，技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种图像处理方法，包括：
根据预设条件，将获取的单帧图像分解为多个图像分块；
利用多级功能模块，对多个图像分块依次进行串行处理，显示单帧图像；
其中，单个图像分块经过多级功能模块处理得到的延时，作为单帧图像的延时。
在一种实施方式中，功能模块包括多个计算单元，功能模块对输入的单个图像分块进行处理的步骤包括：
利用多个计算单元并行处理输入的单个图像分块。
在一种实施方式中，方法还包括：
针对各级功能模块，对功能模块对输入的全部图像分块进行处理所需的时间进行求和，得到各级功能模块对应的延时和；
延时和与输入的全部图像分块的个数之比，得到功能模块对应的平均延时；
将各级功能模块对应的平均延时求和，得到单帧图像的延时。
在一种实施方式中，利用多个计算单元并行处理输入的单个图像分块，包括：
对输入的单个图像分块进行分解，得到多个图像子块；
根据多个图像子块的计算量，为各计算单元分配对应的图像子块，以使各计算单元的处理时间相同。
在一种实施方式中，利用多个计算单元并行处理输入的图像子块，包括：
对功能模块执行的任务进行分解，得到多个子任务；
为各计算单元分配对应的子任务，以使各计算单元的处理时间相同。
在一种实施方式中，还包括：
在输入各级功能模块中的图像分块个数不相同的情况下，计算单帧图像的延时D：
Figure BDA0002935561600000021
其中，m(k)表示输入第k级功能模块的图像分块个数，n表示功能模块的总级数，k表示第k级功能模块，pk(t)表示第k级功能模块对应的延时概率分布，tk表示第k级功能模块对应的延时。
在一种实施方式中，还包括：
在输入各级功能模块中的图像分块个数相同的情况下，计算功能模块对应的延时D：
Figure BDA0002935561600000022
其中，M表示图像分块的个数，n表示功能模块的总级数，k表示第k级功能模块，pk(t)表示第k级功能模块对应的延时概率分布，tk表示第k级功能模块对应的延时。
在一种实施方式中，预设条件包括：
根据各级功能模块执行的任务和计算量，确定图像分块的预设个数。
在一种实施方式中，多级功能模块包括图像识别模块、逻辑运算模块、渲染模块、编码模块、传输模块、解码模块中的至少两级功能模块。
第二方面，提供了一种图像处理装置，包括：
图像分块生成模块，用于根据预设条件，将获取的单帧图像分解为多个图像分块；
图像分块处理模块，用于利用多级功能模块，对多个图像分块依次进行串行处理，显示单帧图像；
其中，单个图像分块经过多级功能模块处理得到的延时，作为单帧图像的延时。
在一种实施方式中，功能模块包括多个计算单元，图像分块处理模块，包括：
并行处理子模块，用于利用多个计算单元并行处理输入的单个图像分块。
在一种实施方式中，还包括：
功能模块延时和计算模块，用于针对各级功能模块，对功能模块对输入的全部图像分块进行处理所需的时间进行求和，得到各级功能模块对应的延时和；
平均延时计算模块，用于延时和与输入的全部图像分块的个数之比，得到功能模块对应的平均延时；
单帧图像延时计算模块，用于将各级功能模块对应的平均延时求和，得到单帧图像的延时。
在一种实施方式中，并行处理子模块，包括：
图像子块生成单元，用于对输入的单个图像分块进行分解，得到多个图像子块；
第一分配单元，用于根据多个图像子块的计算量，为各计算单元分配对应的图像子块，以使各计算单元的处理时间相同。
在一种实施方式中，并行处理子模块，包括：
子任务生成单元，用于对功能模块执行的任务进行分解，得到多个子任务；
第二分配单元，用于为各计算单元分配对应的子任务，以使各计算单元的处理时间相同。
在一种实施方式中，还包括：
第一延时计算模块，用于在输入各级功能模块中的图像分块个数不相同的情况下，计算单帧图像的延时D：
Figure BDA0002935561600000031
其中，m(k)表示输入第k级功能模块的图像分块个数，n表示功能模块的总级数，k表示第k级功能模块，pk(t)表示第k级功能模块对应的延时概率分布，tk表示第k级功能模块对应的延时。
在一种实施方式中，还包括：
第二延时计算模块，用于在输入各级功能模块中的图像分块个数相同的情况下，计算功能模块对应的延时D：
Figure BDA0002935561600000041
其中，M表示图像分块的个数，n表示功能模块的总级数，k表示第k级功能模块，pk(t)表示第k级功能模块对应的延时概率分布，tk表示第k级功能模块对应的延时。
在一种实施方式中，预设条件包括：
根据各级功能模块执行的任务和计算量，确定图像分块的预设个数。
在一种实施方式中，多级功能模块包括图像识别模块、逻辑运算模块、渲染模块、编码模块、传输模块、解码模块中的至少两级功能模块。
第三方面，提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述任一项的方法。
第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，计算机指令用于使计算机执行上述任一项的方法。
上述申请中的一个实施例具有如下优点或有益效果：将单帧视频图像分解为多个图像分块，多个图像分块依次经过多级功能模块串行处理，直至处理完多个图像分块，显示单帧图像。由于每一级功能模块每次处理的不再是单帧视频图像，而是单个图像分块，使得每一级功能模块处理过程中产生的延时有效缩短，进而有效缩短了单帧视频图像的延时，解决云游戏、AI视频、直播视频以及短视频等应用场景中，画面卡顿的技术问题，提升了用户体验。
上述可选方式所具有的其他效果将在下文中结合具体实施例加以说明。
附图说明
附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。其中：
图1是根据本申请一实施例提供的一种视频图像处理系统的结构示意图；
图2是现有技术中整帧视频图像进行串行处理过程产生延时的原理示意图；
图3是根据本申请另一实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图；
图4是根据本申请一实施例提供的一种整帧视频图像的等分块进行串行处理过程产生延时的原理示意图；
图5是根据本申请一实施例提供的一种图像处理装置的结构框图；
图6是用来实现本申请实施例的一种图像处理方法的电子设备的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
为了便于理解背景技术，本申请的一些实施例提供了视频图像处理系统的结构示意图，如图1所示。
在图1中，客户端设备10经由网络向服务器20提供控制指令。服务器20中包含有多级功能模块，例如，渲染模块、编码模块、传输模块等，可以根据控制指令，控制渲染模块和编码模块对视频图像进行串行处理，得到视频流，控制传输模块将视频流发送至客户端设备10。在客户端设备10中，利用解码模块对视频流进行处理，将解码得到的视频图像在本地呈现。
客户端设备10可以是电视、手机、平板电脑等用于视频播放的计算机设备。服务器20可以被实现为例如一个或多个硬件计算机服务器、或者由云服务提供的一个或多个虚拟服务器。客户端设备10可以包括网络接口，该网络接口可以包括任何有线或无线网络接口(例如，以太网或Wi-Fi)。客户端设备10可以包括与CPU和/或GPU集成的视频端口。视频端口可以是例如VGA(Video Graphics Array，视频图形阵列)、DVI(Digital VisualInterface，数字视频接口)、HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清多媒体接口)或DP(DisplayPort，显示接口)。
系统还可以包括用于从用户接收输入的输入设备30。输入设备30可以包括例如鼠标、键盘、触摸屏、触摸板、按钮、游戏控制器、数字笔、头戴式显示器、可穿戴设备、或提供输入的其他设备。例如，可以经由输入设备30来提供用于控制视频游戏的用户输入，将用户输入发送至客户端设备10。
视频图像在客户端设备10和服务器20之间交互的过程中会产生延时。一方面，延时来自于硬件设备自身，另一方面，渲染、编码、传输、解码等的串行处理过程产生延时。例如，在云游戏中，整帧视频图像的延时包括了游戏逻辑运算的延时、音画渲染的延时，编码的延时、网络传输的延时、客户端解码的延时、客户端向服务器发送控制信息的延时等。在串行处理过程中，会因为处理过程的差异导致延时差异。例如，针对不同的任务，串行处理的过程并不相同，导致延时也不同。由于来自硬件设备自身的延时是固定延时，无法调整，那么只能缩短串行处理过程中产生的延时，从而解决视频图像在客户端设备10显示时会产生较大延时的技术问题。需要指出的是，本实施例中涉及的延时是指在数据传输至显示接口之前，多级功能模块串行处理图像过程中产生的延时。
参考图2，图2示出了现有技术中整帧视频图像进行串行处理过程产生延时的原理示意图。
以图2所展示的串行处理过程为例进行说明。假设每级功能模块处理整帧图像的时间均为m。t时刻开始，服务器20可以从CPU或GPU中采集第k帧视频图像，控制第k帧视频图像经过渲染模块处理，得到渲染的视频图像。渲染产生的延时记为m，t+m时刻，渲染结束。接着，编码模块开始处理渲染的视频图像，编码产生的延时记为m，那么t+2m时刻，编码结束。接着，传输模块将编码得到的视频流传输至客户端设备10，传输产生的延时记为m，t+3m时刻，传输结束。接着，在客户端设备10中，解码模块开始处理接收的视频流，解码产生的延时记为m，t+4m时刻，解码结束。统计整帧视频图像的总延时为4m。
而本申请的方案将整帧视频图像分解为多个图像分块，每个图像分块经过多级功能模块串行处理，直至多个图像分块依次串行处理，直至处理完多个图像分块。在客户端设备10中，显示接口接收处理完成的多个图像分块，最终显示整帧视频图像。由于每一级功能模块每次处理的不再是整帧视频图像，而是单个图像分块，使得每一级功能模块处理过程中产生的延时有效缩短，进而有效缩短了整帧视频图像的延时。
下面对本申请的方案进行详细说明。
图3为本申请的一些实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图。本实施例提供的图像处理方法可以应用于在云游戏、AI视频、短视频、直播视频等场景中。图3中的流程可以包括以下步骤：
步骤S110：根据预设条件，将获取的单帧图像分解为多个图像分块；
步骤S120：利用多级功能模块，对多个图像分块依次进行串行处理，显示单帧图像；
其中，单个图像分块经过多级功能模块处理得到的延时，作为单帧图像的延时。
一种示例中，服务器20可以获取客户端设备10发送的图像请求指令，从CPU或GPU中获取单帧图像。获取的图像可以是各种应用场景对应的图像。例如，在云游戏场景中，图像可以是游戏画面；在AI视频、短视频以及直播视频场景中，图像可以是视频画面等。
服务器20在处理单帧图像之前，根据预设条件将单帧图像分解为多个图像分块，即单帧图像可以被等分或不等分为M块。预设条件可以是各级功能模块对应的任务、计算量以及用户设计等。由于每一级功能模块对图像的处理任务和处理过程不同，所以，针对不同级的功能模块，单帧图像可以被分解成不同个数的图像分块，当然也可以被分解成相同个数的图像分块。例如，渲染模块中，图像分块的数量可以为M1个，编码模块中，图像分块的数量可以为M2个(M1不等于M2)。此外，上一帧图像和下一帧图像(或任意两帧图像)的分块方式可以相同，也可以不同。例如，第k帧图像被等分成M1块，第k+1帧图像被不等分成M2块(M1不等于M2)。当然，以上情况均根据实际应用进行适应性调整。
图像分块之后，服务器20获取客户端设备10发送的控制指令，根据控制指令，控制每个图像分块经历多级功能模块的串行处理，直至多个图像分块处理完成。具体的，针对各级功能模块，在串行处理过程中，每一级功能模块在处理完当前图像分块的情况下，可以调用下一图像分块，对整帧图像分解得到的多个图像分块进行连续的流水线式处理，直至多个图像分块处理完成，在客户端设备10中显示整个单帧图像。
在利用多级功能模块对单个图像分块进行串行处理的过程中有延时产生。例如，图像分块经历N级功能模块(例如渲染模块、编码模块、传输模块和解码模块)串行处理过程中产生延时。
参考图4，图4示出了整帧视频图像的等分块进行串行处理过程产生延时的原理示意图。
以图4所展示的图像分块串行处理过程为例进行说明。假设单帧图像等分为4个图像分块：第k帧图像分为4个ek图像分块，第k+1帧图像分为4个ek+1图像分块，第k+2帧图像分为4个ek+2图像分块，第k+3帧图像分为4个ek+3图像分块，第k+4帧图像分为4个ek+4图像分块。各级功能模块处理单个图像分块的时间均为n。功能模块对图像分块的处理时间小于对单帧图像的处理时间，n小于m。服务器20可以从CPU或GPU中采集第k帧视频图像，将第k帧视频图像等分为4块。t时刻开始，控制第一个ek图像分块经过渲染模块处理，得到渲染的图像分块。渲染产生的延时记为n，t+n时刻，渲染结束。接着，编码模块开始处理渲染的图像分块，编码产生的延时记为n，那么t+2n时刻，编码结束。接着，传输模块将编码得到的视频流传输至客户端设备10，传输产生的延时记为n，t+3n时刻，传输结束。接着，在客户端设备10中，解码模块开始处理接收的视频流，解码产生的延时记为n，t+4n时刻，解码结束。统计第一个ek图像分块的总延时为4n，延时4n明显小于延时4m，有效缩短了整帧图像的延时。
针对渲染模块，在第一个ek图像分块经过渲染模块处理完成的情况下(t+n时刻)，生成下一图像分块的调用指令，根据调用指令获取第二个ek图像分块，以对第二个ek图像分块进行渲染。同时，渲染后的第一个ek图像分块进入编码模块，进行编码。在渲染模块对第二个ek图像分块进行渲染的时间段t+n～t+2n内，编码模块对第一个ek图像分块进行编码。针对编码模块，在第一个ek图像分块经过编码模块处理完成的情况下(t+2n时刻)，生成下一图像分块的调用指令，根据调用指令获取第二个ek图像分块，以对第二个ek图像分块进行编码。同时，编码后的第一个ek图像分块进入传输模块。在编码模块对第二个ek图像分块进行编码的时间段t+2n～t+3n内，传输模块将第一个ek图像分块传输至客户端设备10中。针对传输模块，在第一个ek图像分块经过传输模块处理完成的情况下(t+3n时刻)，生成下一图像分块的调用指令，根据调用指令获取第二个ek图像分块，以对第二个ek图像分块进行传输。同时，传输后的第一个ek图像分块进入解码模块。在传输模块对第二个ek图像分块进行传输的时间段t+3n～t+4n内，解码模块对第一个ek图像分块进行解码，最终在客户端设备10上显示第k帧视频图像。
以此类推，第一个ek图像分块至第四个ek图像分块经过渲染模块、编码模块、传输模块和解码模块的串行处理之后，在客户端设备10上显示第k帧图像。同理，第一个ek+1图像分块至第四个ek+1图像分块、第一个ek+2图像分块至第四个ek+2图像分块、第一个ek+3图像分块至第四个ek+3图像分块、第一个ek+4图像分块至第四个ek+4图像分块经过渲染模块、编码模块、传输模块和解码模块的串行处理之后，最终，在客户端设备10上显示第k+1帧视频图像、第k+2帧视频图像以及第k+3帧视频图像。
一种示例中，针对4K60fps(分辨率4000、帧率60)的视频，现有技术中，假设每一级功能模块处理单帧图像所产生的延时相同，均为1000ms/60，那么经历N级之后，单帧图像的延时为(1000ms/60)*N(N＝4，单帧图像的延时为66.7ms)。在实际应用中，每一级功能模块产生的延时并不一定相同，这是因为不同的功能模块对同一图像计算所需的时间不同。本实施例提供的图像处理方法中，假设单帧图像被等分为M块，即M个图像分块。图像分块经历N级功能模块(例如渲染模块、编码模块、传输模块和解码模块)串行处理直至显示过程中产生延时。针对4K60fps(分辨率4000、帧率60)的视频，假设每一级功能模块处理图像分块所产生的延时相同，均为1000ms/60，那么经历N级之后，单帧图像的延时为[1000ms/(60*M)]*N。例如，M＝5，N＝4的情况下，单帧图像的延时为[1000ms/(60*5)]*4＝13.3ms，相比现有技术的单帧图像的延时明显降低。
当然，为了进一步降低延时还可以在本实施例提供的图像处理方法的基础上，附加其它降低延时的方式。例如，传输模块可以采用实时流协议进行视频流传输，如：常用的RTP/RTSP/RTC等协议。
本实施方式中，将单帧视频图像分解为多个图像分块，多个图像分块依次经过多级功能模块串行处理，直至处理完多个图像分块，显示单帧图像。由于每一级功能模块每次处理的不再是单帧视频图像，而是单个图像分块，使得每一级功能模块处理过程中产生的延时有效缩短，进而有效缩短了单帧视频图像的延时，解决了云游戏、AI视频、直播视频以及短视频等应用场景中，画面卡顿的技术问题，提升了用户体验。
基于图3的方法，本申请的一些实施例还提供了该方法的一些具体实施方案，以及扩展方案，下面进行说明。
在一种实施方式中，功能模块包括多个计算单元，步骤S120中，功能模块对输入的单个图像分块进行处理的步骤包括：
步骤S121：利用多个计算单元并行处理输入的单个图像分块。
一种示例中，每一级功能模块在对输入的单个图像分块进行处理过程中，利用多个计算单元并行处理输入的单个图像分块。在某一级功能模块中，控制多个计算单元执行多个进程，并行计算输入的单个图像分块，一个计算单元运行一个进程。例如，如图4所示，渲染模块中的多个计算单元(例如，3个计算单元)执行多个进程，并行计算输入的第一个ek图像分块(或其它个ek图像分块)；编码模块中的多个计算单元(例如，5个计算单元)执行多个进程，并行计算输入的第一个ek图像分块(或其它个ek图像分块)等。
需要指出的是，每一级功能模块中包含的计算单元的个数以及计算单元的计算能力可以各不相同。可以根据功能模块所执行的任务和/或输入的单个图像分块的计算量，来适应性的预设计算单元的个数和计算能力，均在本实施方式的保护范围内。
本实施方式中，通过在各级功能模块中设置多个计算单元，利用多个计算并行处理输入的单个图像分块，进一步缩短了功能模块对单个图像分块的处理时间，缩短了功能模块对应的延时，进而缩短了单帧图像的延时，提高了图像处理效率。
在一种实施方式中，还包括：
步骤S122：针对各级功能模块，对功能模块对输入的全部图像分块进行处理所需的时间进行求和，得到各级功能模块对应的延时和；
步骤S123：延时和与输入的全部图像分块的个数之比，得到功能模块对应的平均延时；
步骤S124：将各级功能模块对应的平均延时求和，得到单帧图像的延时。
一种示例中，假设渲染模块中包括5个计算单元，在对输入的单个图像分块进行处理时可以并行执行5个进程。如图4所示，如果单帧图像分解为4个图像分块，那么渲染模块对第一个ek图像分块进行计算的计算时间为t1，第二个ek图像分块的计算时间为t2，第三个ek图像分块的计算时间为t3，第四个ek图像分块的计算时间为t4，渲染模块对应的延时和为t1～t4之和。渲染模块对应的平均延时为(t1+t2+t3+t4)/4。然后，同理，计算其它级功能模块对应的平均延时。最后，将全部平均延时求和，得到单帧图像的延时。
本实施方式中，图像分块经过N级功能模块，按照上述方法计算得到每级功能模块的延时为AvtpN，N＝0…n。Avtp0＝Average_time_per_Process_0，Avtp1＝Average_time_per_Process_1，AvtpN＝Average_time_per_Process_n。单帧图像的延时Average_delay＝Sum(Avtp0+Avtp1+…+Avtp n)。各级功能模块的处理流程中，分别调整图像分块的大小和进程数量，可以相应调整功能模块对应的平均延时，进而调整单帧图像的延时，使得系统具有很大的灵活度，以及很高的容忍性。
在本申请的一些实施例中，为了进一步缩短各级功能模块的平均延时，在功能模块能够利用多个计算单元对单个图像分块并行处理的基础上，还可以通过对图像分块继续分解，以及对功能模块执行的任务进行分解，使得功能模块中多个计算单元计算所用时间相同，使得平均延时达到最小，进一步有效降低了整帧图像的延时。
下面介绍如下两种缩短平均延时的方式。
在一种实施方式中，步骤S121，包括：
步骤S1211：对输入的单个图像分块进行分解，得到多个图像子块；
步骤S1212：根据多个图像子块的计算量，为各计算单元分配对应的图像子块，以使各计算单元的处理时间相同。
在一种示例中，在对每个计算单元分配对应个数的图像子块时，所依据的分配条件不仅包括计算单元的计算能力，还需要结合每个图像子块的计算量。功能模块可以将输入的单个图像分块继续进行分解，得到多个图像子块。为各计算单元分配对应个数的图像子块，控制各计算单元并行处理对应个数的图像子块。由于功能模块对应的延时取决于多个计算单元中处理时间最长的延时。所以，可以通过调整计算单元处理的图像子块个数，使得每个计算单元的处理时间达到相同，进一步缩短功能模块对应的延时，保证每个计算单元的处理效率。
在一种实施方式中，步骤S121，包括：
步骤S1213：对功能模块执行的任务进行分解，得到多个子任务；
步骤S1214：为各计算单元分配对应的子任务，以使多个计算单元的处理时间相同。
一种示例中，不同的功能模块执行不同的任务，例如，渲染模块执行对图像的渲染任务，编码模块执行对图像的编码任务，解码模块执行对图像的解码任务等。在执行渲染任务时，对图像中的各个区域进行不同颜色的渲染，分解为黄色渲染子任务、绿色渲染子任务以及黑色渲染子任务等。由于不同子任务的计算量可能不同，可以将不同任务分配具有合适计算能力的计算单元，使得多个计算单元对全部的子任务处理所需的时间相同。
本实施方式中，为各个计算单元分配合适的子任务，使得每个计算单元的运算时间达到相同，多个计算单元并行处理的过程中，既能保证处理的效率，又能缩短功能模块的延时。
在一种实施方式中，还包括：
在输入各级功能模块中的图像分块个数不相同的情况下，计算单帧图像的延时D：
Figure BDA0002935561600000121
其中，m(k)表示输入第k级功能模块的图像分块个数，n表示功能模块的总级数，k表示第k级功能模块，pk(t)表示第k级功能模块对应的延时概率分布，tk表示第k级功能模块对应的延时。
在一种实施方式中，还包括：
在输入各级功能模块中的图像分块个数相同的情况下，计算功能模块对应的延时D：
Figure BDA0002935561600000122
其中，M表示图像分块的个数，n表示功能模块的总级数，k表示第k级功能模块，pk(t)表示第k级功能模块对应的延时概率分布，tk表示第k级功能模块对应的延时。
一种示例中，固定延时Dfix受物理实现限制，无法缩短，多级帧计算延时D是可以通过改变流水线结构或增加并行处理能力等方法缩短，总延时为D总＝Dfix+D。
在一种实施方式中，预设条件包括：
根据各级功能模块执行的任务和计算量，确定图像分块的预设个数。
一种示例中，功能模块的计算量由硬件决定，例如，功能模块中包含有计算单元的数量，各个计算单元的计算能力等，均可以进行预设。
不同的功能模块执行的任务不同。例如，渲染模块中，执行对单帧图像渲染的任务，一些区域渲染计算量较大，另外一些区域渲染计算量小，因此，针对渲染任务，利用计算量分布对图像进行分块。编码模块中，需要计算各种相似度，根据各种相似度的计算量来对图像进行分块。
在一种实施方式中，多级功能模块包括图像识别模块、逻辑运算模块、渲染模块、编码模块、传输模块、解码模块中的至少两级功能模块。
一种示例中，在不同的应用场景下，服务器20和客户端设备10中可以包含不同个数和种类的功能模块。例如，在云游戏中，多级功能模块可以包括服务器20中的游戏逻辑运算模块、游戏画面渲染模块、编码模块、传输模块以及客户端设备10中的解码模块等。在AI视频场景下，多级功能模块可以包括服务器20中的目标识别模块(例如人脸识别)、视频画面渲染模块、编码模块、传输模块以及客户端设备10中的解码模块等。在直播视频或短视频场景下，多级功能模块可以包括服务器20中的美颜滤镜处理模块、目标识别模块、图像分析模块、视频画面渲染模块、编码模块、传输模块以及客户端设备10中的解码模块等。当然，客户端设备10中也可以包括渲染模块。图像处理的应用场景包括但不限于上述举例的场景，还可以包括其它应用场景下的多级功能模块，均在本实施例的保护范围内。
需要说明的是，上面列举的一些公式反映了本申请方案的思想，但是并非是唯一实施形式，基于本申请方案的思想，能够得到更多的类似公式替代上面的公式。
基于同样的思路，本申请的一些实施例还提供了上述方法对应的装置、设备和非易失性计算机存储介质。
如图5所示，本申请一实施例提供的一种图像处理装置的结构框图。
一种图像处理装置，包括：
图像分块生成模块110，用于根据预设条件，将获取的单帧图像分解为多个图像分块；
图像分块处理模块120，用于利用多级功能模块，对多个图像分块依次进行串行处理，显示单帧图像；
其中，单个图像分块经过多级功能模块处理得到的延时，作为单帧图像的延时。
在一种实施方式中，功能模块包括多个计算单元，图像分块处理模块，包括：
并行处理子模块，用于利用多个计算单元并行处理输入的单个图像分块。
在一种实施方式中，还包括：
功能模块延时和计算模块，用于针对各级功能模块，对功能模块对输入的全部图像分块进行处理所需的时间进行求和，得到各级功能模块对应的延时和；
平均延时计算模块，用于延时和与输入的全部图像分块的个数之比，得到功能模块对应的平均延时；
单帧图像延时计算模块，用于将各级功能模块对应的平均延时求和，得到单帧图像的延时。
在一种实施方式中，并行处理子模块，包括：
图像子块生成单元，用于对输入的单个图像分块进行分解，得到多个图像子块；
第一分配单元，用于根据多个图像子块的计算量，为各计算单元分配对应的图像子块，以使各计算单元的处理时间相同。
在一种实施方式中，并行处理子模块，包括：
子任务生成单元，用于对功能模块执行的任务进行分解，得到多个子任务；
第二分配单元，用于为各计算单元分配对应的子任务，以使各计算单元的处理时间相同。
在一种实施方式中，还包括：
第一延时计算模块，用于在输入各级功能模块中的图像分块个数不相同的情况下，计算单帧图像的延时D：
Figure BDA0002935561600000151
其中，m(k)表示输入第k级功能模块的图像分块个数，n表示功能模块的总级数，k表示第k级功能模块，pk(t)表示第k级功能模块对应的延时概率分布，tk表示第k级功能模块对应的延时。
在一种实施方式中，还包括：
第二延时计算模块，用于在输入各级功能模块中的图像分块个数相同的情况下，计算功能模块对应的延时D：
Figure BDA0002935561600000152
其中，M表示图像分块的个数，n表示功能模块的总级数，k表示第k级功能模块，pk(t)表示第k级功能模块对应的延时概率分布，tk表示第k级功能模块对应的延时。
在一种实施方式中，预设条件包括：
根据各级功能模块执行的任务和计算量，确定图像分块的预设个数。
在一种实施方式中，多级功能模块包括图像识别模块、逻辑运算模块、渲染模块、编码模块、传输模块、解码模块中的至少两级功能模块。
本申请实施例各装置中的各模块的功能可以参见上述方法中的对应描述，在此不再赘述。
根据本申请的实施例，本申请还提供了一种电子设备和一种可读存储介质。
如图6所示，是根据本申请实施例的一种图像处理方法的电子设备的框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本申请的实现。
如图6所示，该电子设备包括：一个或多个处理器601、存储器602，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在电子设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示图形用户界面(Graphical User Interface，GUI)的图形信息的指令。在其它实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个电子设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。图6中以一个处理器601为例。
存储器602即为本申请所提供的非瞬时计算机可读存储介质。其中，存储器存储有可由至少一个处理器执行的指令，以使至少一个处理器执行本申请所提供的一种图像处理方法。本申请的非瞬时计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使计算机执行本申请所提供的一种图像处理方法。
存储器602作为一种非瞬时计算机可读存储介质，可用于存储非瞬时软件程序、非瞬时计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的一种图像处理方法对应的程序指令/模块。处理器601通过运行存储在存储器602中的非瞬时软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的一种图像处理方法。
存储器602可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据一种图像的立体匹配方法的电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储器602可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些实施例中，存储器602可选包括相对于处理器601远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至上述电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
上述电子设备还可以包括：输入装置603和输出装置604。处理器601、存储器602、输入装置603和输出装置604可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。
输入装置603可接收输入的数字或字符信息，以及产生与上述电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入，例如触摸屏、小键盘、鼠标、轨迹板、触摸板、指示杆、一个或者多个鼠标按钮、轨迹球、操纵杆等输入装置。输出装置604可以包括显示设备、辅助照明装置(例如，LED)和触觉反馈装置(例如，振动电机)等。该显示设备可以包括但不限于，液晶显示器(Liquid Cr6stal Displa6，LCD)、发光二极管(Light Emitting Diode，LED)显示器和等离子体显示器。在一些实施方式中，显示设备可以是触摸屏。
此处描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
这些计算程序(也称作程序、软件、软件应用、或者代码)包括可编程处理器的机器指令，并且可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。如本文使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何计算机程序产品、设备、和/或装置(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置(programmable logic device，PLD))，包括，接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何信号。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(Cathode Ray Tube，阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(Local Area Network，LAN)、广域网(Wide Area Network，WAN)和互联网。
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (14)

1.一种图像处理方法，其特征在于，包括：
根据预设条件，将获取的单帧图像分解为多个图像分块；
利用多级功能模块，对所述多个图像分块依次进行串行处理，显示所述单帧图像；所述多级功能模块包括图像识别模块、逻辑运算模块、渲染模块、编码模块、传输模块、解码模块中的至少两级功能模块；
其中，单个图像分块经过所述多级功能模块处理得到的延时，作为所述单帧图像的延时；
还包括：
在输入各级所述功能模块中的图像分块个数不相同的情况下，计算所述单帧图像的延时
Figure FDA0003415670080000011
其中，m(k)表示输入第k级功能模块的图像分块个数，n表示功能模块的总级数，k表示第k级功能模块，pk(t)表示第k级功能模块对应的延时概率分布，tk表示第k级功能模块对应的延时；
和/或，
在输入各级所述功能模块中的图像分块个数相同的情况下，计算所述功能模块对应的延时
Figure FDA0003415670080000012
其中，M表示图像分块的个数，n表示功能模块的总级数，k表示第k级功能模块，pk(t)表示第k级功能模块对应的延时概率分布，tk表示第k级功能模块对应的延时。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功能模块包括多个计算单元，所述功能模块对输入的单个图像分块进行处理的步骤包括：
利用所述多个计算单元并行处理输入的单个图像分块。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
针对各级所述功能模块，对所述功能模块对输入的全部图像分块进行处理所需的时间进行求和，得到各级所述功能模块对应的延时和；
所述延时和与输入的全部图像分块的个数之比，得到所述功能模块对应的平均延时；
将各级所述功能模块对应的平均延时求和，得到所述单帧图像的延时。
4.根据权利要求2或3任一项所述的方法，其特征在于，所述利用所述多个计算单元并行处理所述输入的单个图像分块，包括：
对所述输入的单个图像分块进行分解，得到多个图像子块；
根据所述多个图像子块的计算量，为各所述计算单元分配对应的图像子块，以使各所述计算单元的处理时间相同。
5.根据权利要求2或3任一项所述的方法，其特征在于，所述利用所述多个计算单元并行处理所述输入的图像子块，包括：
对所述功能模块执行的任务进行分解，得到多个子任务；
为各所述计算单元分配对应的子任务，以使各所述计算单元的处理时间相同。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设条件包括：
根据各级功能模块执行的任务和计算量，确定所述图像分块的预设个数。
7.一种图像处理装置，其特征在于，包括：
图像分块生成模块，用于根据预设条件，将获取的单帧图像分解为多个图像分块；
图像分块处理模块，用于利用多级功能模块，对所述多个图像分块依次进行串行处理，显示所述单帧图像；所述多级功能模块包括图像识别模块、逻辑运算模块、渲染模块、编码模块、传输模块、解码模块中的至少两级功能模块；
其中，单个图像分块经过所述多级功能模块处理得到的延时，作为所述单帧图像的延时；
还包括：
第一延时计算模块，用于在输入各级所述功能模块中的图像分块个数不相同的情况下，计算所述单帧图像的延时
Figure FDA0003415670080000021
其中，m(k)表示输入第k级功能模块的图像分块个数，n表示功能模块的总级数，k表示第k级功能模块，pk(t)表示第k级功能模块对应的延时概率分布，tk表示第k级功能模块对应的延时；
和/或，
第二延时计算模块，用于在输入各级所述功能模块中的图像分块个数相同的情况下，计算所述功能模块对应的延时
Figure FDA0003415670080000022
其中，M表示图像分块的个数，n表示功能模块的总级数，k表示第k级功能模块，pk(t)表示第k级功能模块对应的延时概率分布，tk表示第k级功能模块对应的延时。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述功能模块包括多个计算单元，所述图像分块处理模块，包括：
并行处理子模块，用于利用所述多个计算单元并行处理输入的单个图像分块。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
功能模块延时和计算模块，用于针对各级所述功能模块，对所述功能模块对输入的全部图像分块进行处理所需的时间进行求和，得到各级所述功能模块对应的延时和；
平均延时计算模块，用于所述延时和与所述输入的全部图像分块的个数之比，得到所述功能模块对应的平均延时；
单帧图像延时计算模块，用于将各级所述功能模块对应的平均延时求和，得到所述单帧图像的延时。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述并行处理子模块，包括：
图像子块生成单元，用于对所述输入的单个图像分块进行分解，得到多个图像子块；
第一分配单元，用于根据所述多个图像子块的计算量，为各所述计算单元分配对应的图像子块，以使各所述计算单元的处理时间相同。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述并行处理子模块，包括：
子任务生成单元，用于对所述功能模块执行的任务进行分解，得到多个子任务；
第二分配单元，用于为各所述计算单元分配对应的子任务，以使各所述计算单元的处理时间相同。
12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预设条件包括：
根据各级功能模块执行的任务和计算量，确定所述图像分块的预设个数。
13.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-6中任一项所述的方法。
14.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-6中任一项所述的方法。
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