CN115334159B - 处理流式数据的方法、装置、设备和介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种处理流式数据的方法、装置、设备和介质，涉及人工智能领域。该方法包括：接收流式数据中的目标数据包，其中包括多个目标帧，对每一帧的处理基于该帧之前的第一数量的帧和该帧之后的第二数量的帧；将多个目标帧写入缓冲区，缓冲区中存储有上一次接收的在先数据包所包括的多个在先帧，并且多个目标帧和多个在先帧位置相邻；基于缓冲区中与目标数据包对应的目标位置、第一数量、以及第二数量，从缓冲区中写出与目标数据包对应的多个第一中间帧，其中包括多个在先帧中的未被处理的至少一部分在先帧及其之前的第一数量的帧、以及多个目标帧；对与目标数据包对应的多个第一中间帧进行处理，以得到对目标数据包的处理结果。

Description

处理流式数据的方法、装置、设备和介质

技术领域

本公开涉及人工智能领域，具体涉及机器学习技术、数据处理技术和深度学习技术，特别涉及一种处理流式数据的方法、处理流式数据的装置、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

背景技术

人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)的学科，既有硬件层面的技术也有软件层面的技术。人工智能硬件技术一般包括如传感器、专用人工智能芯片、云计算、分布式存储、大数据处理等技术；人工智能软件技术主要包括计算机视觉技术、语音识别技术、自然语言处理技术以及机器学习/深度学习、大数据处理技术、知识图谱技术等几大方向。

在流式业务的深度学习模型，存在不少内核(例如，卷积核)在时序上存在前后依赖，比如二维卷积、一维卷积等。为了提升深度学习模型的推理速度，可以在内核前增加缓冲区来对输入数据进行维护。

在此部分中描述的方法不一定是之前已经设想到或采用的方法。除非另有指明，否则不应假定此部分中描述的任何方法仅因其包括在此部分中就被认为是现有技术。类似地，除非另有指明，否则此部分中提及的问题不应认为在任何现有技术中已被公认。

发明内容

本公开提供了一种处理流式数据的方法、处理流式数据的装置、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

根据本公开的一方面，提供了一种处理流式数据的方法。该方法包括：接收流式数据中的目标数据包，目标数据包包括多个目标帧，对多个目标帧中的每一帧的处理基于该帧之前的第一数量的帧和该帧之后的第二数量的帧；将多个目标帧写入缓冲区，其中，缓冲区中存储有上一次接收的在先数据包所包括的多个在先帧，并且多个目标帧和多个在先帧在缓冲区中位置相邻；基于缓冲区中与目标数据包对应的目标位置、第一数量、以及第二数量，从缓冲区中写出与目标数据包对应的多个第一中间帧，多个第一中间帧包括多个在先帧中的未被处理的至少一部分在先帧、至少一部分在先帧中的每一个在先帧之前的第一数量的帧、以及多个目标帧；以及对与目标数据包对应的多个第一中间帧进行处理，以得到对目标数据包的处理结果。

根据本公开的另一方面，提供了一种处理流式数据的装置。该装置包括：接收单元，被配置为接收流式数据中的目标数据包，目标数据包包括多个目标帧，对多个目标帧中的每一帧的处理基于该帧之前的第一数量的帧和该帧之后的第二数量的帧；写入单元，被配置为将多个目标帧写入缓冲区，其中，缓冲区中存储有上一次接收的在先数据包所包括的多个在先帧，并且多个目标帧和多个在先帧在缓冲区中位置相邻；写出单元，被配置为基于缓冲区中与目标数据包对应的目标位置、第一数量、以及第二数量，从缓冲区中写出与目标数据包对应的多个第一中间帧，多个第一中间帧包括多个在先帧中的未被处理的至少一部分在先帧、至少一部分在先帧中的每一个在先帧之前的第一数量的帧、以及多个目标帧；以及处理单元，被配置为对与目标数据包对应的多个第一中间帧进行处理，以得到对目标数据包的处理结果。

根据本公开的另一方面，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，这些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方法。

根据本公开的另一方面，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，其中，计算机指令用于使计算机执行上述方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，其中，计算机程序在被处理器执行时实现上述方法。

根据本公开的一个或多个实施例，通过将多个目标帧写入缓冲区中与多个在先帧位置相邻的区域，并基于历史依赖长度(即，第一数量)和未来依赖长度(即，第二数量)确定本次数据处理所需的中间帧，从而实现对任意的历史依赖和未来依赖均能高效缓存所需的数据，减少写入写出次数，进而提升深度学习推理的速度。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图示例性地示出了实施例并且构成说明书的一部分，与说明书的文字描述一起用于讲解实施例的示例性实施方式。所示出的实施例仅出于例示的目的，并不限制权利要求的范围。在所有附图中，相同的附图标记指代类似但不一定相同的要素。

图1示出了根据本公开的实施例的可以在其中实施本文描述的各种方法的示例性系统的示意图；

图2示出了根据本公开示例性实施例的处理流式数据的方法的流程图；

图3示出了根据本公开示例性实施例的处理流式数据的方法的流程图；

图4示出了根据本公开示例性实施例的处理流式数据的装置的结构框图；

图5出了能够用于实现本公开的实施例的示例性电子设备的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开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，而不会背离本公开的范围。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。

在本公开中，除非另有说明，否则使用术语“第一”、“第二”等来描述各种要素不意图限定这些要素的位置关系、时序关系或重要性关系，这种术语只是用于将一个元件与另一元件区分开。在一些示例中，第一要素和第二要素可以指向该要素的同一实例，而在某些情况下，基于上下文的描述，它们也可以指代不同实例。

在本公开中对各种所述示例的描述中所使用的术语只是为了描述特定示例的目的，而并非旨在进行限制。除非上下文另外明确地表明，如果不特意限定要素的数量，则该要素可以是一个也可以是多个。此外，本公开中所使用的术语“和/或”涵盖所列出的项目中的任何一个以及全部可能的组合方式。

相关技术中，在进行深度学习推理时，需要向内核频繁输入数据，因此可以使用缓存来提升速度。对于时序上有先后依赖关系的内核，相邻两次输入内核的数据会产生重叠，因此如果在每次需要向内核输入数据时均完整更新缓存中的数据，则会产生重复读写的情况。

为解决上述问题，本公开通过将多个目标帧写入缓冲区中与多个在先帧位置相邻的区域，并基于历史依赖长度(即，第一数量)和未来依赖长度(即，第二数量)确定本次数据处理所需的中间帧，从而实现对任意的历史依赖和未来依赖均能高效缓存所需的数据，减少写入写出次数，进而提升深度学习推理的速度。

下面将结合附图详细描述本公开的实施例。

图1示出了根据本公开的实施例可以将本文描述的各种方法和装置在其中实施的示例性系统100的示意图。参考图1，该系统100包括一个或多个客户端设备101、102、103、104、105和106、服务器120以及将一个或多个客户端设备耦接到服务器120的一个或多个通信网络110。客户端设备 101、102、103、104、105和106可以被配置为执行一个或多个应用程序。

在本公开的实施例中，服务器120可以运行使得能够执行处理流式数据的方法的一个或多个服务或软件应用。

在某些实施例中，服务器120还可以提供可以包括非虚拟环境和虚拟环境的其他服务或软件应用。在某些实施例中，这些服务可以作为基于web 的服务或云服务提供，例如在软件即服务(SaaS)网络下提供给客户端设备101、102、103、104、105和/或106的用户。

在图1所示的配置中，服务器120可以包括实现由服务器120执行的功能的一个或多个组件。这些组件可以包括可由一个或多个处理器执行的软件组件、硬件组件或其组合。操作客户端设备101、102、103、104、105和 /或106的用户可以依次利用一个或多个客户端应用程序来与服务器120进行交互以利用这些组件提供的服务。应当理解，各种不同的系统配置是可能的，其可以与系统100不同。因此，图1是用于实施本文所描述的各种方法的系统的一个示例，并且不旨在进行限制。

用户可以使用客户端设备101、102、103、104、105和/或106来进行流式数据的采集和生成操作。客户端设备可以提供使客户端设备的用户能够与客户端设备进行交互的接口，例如，用户可以使用客户端设备的照相机采集视频或音频等流式数据，或使用客户端设备向服务器以流式方式上传客户端设备中存储的视频或音频等数据。客户端设备还可以经由该接口向用户输出信息，例如，客户端可以向用户输出服务器上运行的处理流式数据的方法对用户上传的流式数据进行处理的结果。尽管图1仅描绘了六种客户端设备，但是本领域技术人员将能够理解，本公开可以支持任何数量的客户端设备。

客户端设备101、102、103、104、105和/或106可以包括各种类型的计算机设备，例如便携式手持设备、通用计算机(诸如个人计算机和膝上型计算机)、工作站计算机、可穿戴设备、智能屏设备、自助服务终端设备、服务机器人、游戏系统、瘦客户端、各种消息收发设备、传感器或其他感测设备等。这些计算机设备可以运行各种类型和版本的软件应用程序和操作系统，例如MICROSOFT Windows、APPLE iOS、类UNIX操作系统、 Linux或类Linux操作系统(例如GOOGLE Chrome OS)；或包括各种移动操作系统，例如MICROSOFT WindowsMobile OS、iOS、Windows Phone、 Android。便携式手持设备可以包括蜂窝电话、智能电话、平板电脑、个人数字助理(PDA)等。可穿戴设备可以包括头戴式显示器(诸如智能眼镜) 和其他设备。游戏系统可以包括各种手持式游戏设备、支持互联网的游戏设备等。客户端设备能够执行各种不同的应用程序，例如各种与Internet相关的应用程序、通信应用程序(例如电子邮件应用程序)、短消息服务 (SMS)应用程序，并且可以使用各种通信协议。

网络110可以是本领域技术人员熟知的任何类型的网络，其可以使用多种可用协议中的任何一种(包括但不限于TCP/IP、SNA、IPX等)来支持数据通信。仅作为示例，一个或多个网络110可以是局域网(LAN)、基于以太网的网络、令牌环、广域网(WAN)、因特网、虚拟网络、虚拟专用网络(VPN)、内部网、外部网、公共交换电话网(PSTN)、红外网络、无线网络(例如蓝牙、WIFI)和/或这些和/或其他网络的任意组合。

服务器120可以包括一个或多个通用计算机、专用服务器计算机(例如 PC(个人计算机)服务器、UNIX服务器、中端服务器)、刀片式服务器、大型计算机、服务器群集或任何其他适当的布置和/或组合。服务器120可以包括运行虚拟操作系统的一个或多个虚拟机，或者涉及虚拟化的其他计算架构(例如可以被虚拟化以维护服务器的虚拟存储设备的逻辑存储设备的一个或多个灵活池)。在各种实施例中，服务器120可以运行提供下文所描述的功能的一个或多个服务或软件应用。

服务器120中的计算单元可以运行包括上述任何操作系统以及任何商业上可用的服务器操作系统的一个或多个操作系统。服务器120还可以运行各种附加服务器应用程序和/或中间层应用程序中的任何一个，包括HTTP服务器、FTP服务器、CGI服务器、JAVA服务器、数据库服务器等。

在一些实施方式中，服务器120可以包括一个或多个应用程序，以分析和合并从客户端设备101、102、103、104、105和106的用户接收的数据馈送和/或事件更新。服务器120还可以包括一个或多个应用程序，以经由客户端设备101、102、103、104、105和106的一个或多个显示设备来显示数据馈送和/或实时事件。

在一些实施方式中，服务器120可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。服务器120也可以是云服务器，或者是带人工智能技术的智能云计算服务器或智能云主机。云服务器是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决传统物理主机与虚拟专用服务器(VPS，Virtual Private Server)服务中存在的管理难度大、业务扩展性弱的缺陷。

系统100还可以包括一个或多个数据库130。在某些实施例中，这些数据库可以用于存储数据和其他信息。例如，数据库130中的一个或多个可用于存储诸如音频文件和视频文件的信息。数据库130可以驻留在各种位置。例如，由服务器120使用的数据存储库可以在服务器120本地，或者可以远离服务器120且可以经由基于网络或专用的连接与服务器120通信。数据库 130可以是不同的类型。在某些实施例中，由服务器120使用的数据库可以是数据库，例如关系数据库。这些数据库中的一个或多个可以响应于命令而存储、更新和检索到数据库以及来自数据库的数据。

在某些实施例中，数据库130中的一个或多个还可以由应用程序使用来存储应用程序数据。由应用程序使用的数据库可以是不同类型的数据库，例如键值存储库，对象存储库或由文件系统支持的常规存储库。

图1的系统100可以以各种方式配置和操作，以使得能够应用根据本公开所描述的各种方法和装置。

根据本公开的一方面，提供了一种处理流式数据的方法。如图2所示，该方法包括：步骤S201、接收流式数据中的目标数据包，目标数据包包括多个目标帧，对多个目标帧中的每一帧的处理基于该帧之前的第一数量的帧和该帧之后的第二数量的帧；步骤S202、将多个目标帧写入缓冲区，其中，缓冲区中存储有上一次接收的在先数据包所包括的多个在先帧，并且多个目标帧和多个在先帧在缓冲区中位置相邻；步骤S203、基于缓冲区中与目标数据包对应的目标位置、第一数量、以及第二数量，从缓冲区中写出与目标数据包对应的多个第一中间帧，多个第一中间帧包括多个在先帧中的未被处理的至少一部分在先帧、至少一部分在先帧中的每一个在先帧之前的第一数量的帧、以及多个目标帧；以及步骤S204、对与目标数据包对应的多个第一中间帧进行处理，以得到对目标数据包的处理结果。

由此，通过将多个目标帧写入缓冲区中与多个在先帧位置相邻的区域，并基于历史依赖长度(即，第一数量)和未来依赖长度(即，第二数量) 确定本次数据处理所需的中间帧，从而实现对任意的历史依赖和未来依赖均能高效缓存所需的数据，减少写入写出次数，进而提升深度学习推理的速度。

流式数据可以为视频数据、语音数据或其他形式以流式方式传输的数据，其可以以数据包为单位进行传输。流式数据的第一个传输的数据包可以被称为头部数据包，最后一个传输的数据可以被称为尾部数据包，头部数据包和尾部数据包之间传输的数据包可以被称为中间数据包。流式数据中的每一个数据包可以包括多个帧，不同数据包可以包括相同数量的帧，也可以包括不同数量的帧。对每一帧的处理基于该帧之前的第一数量的帧和该帧之后的第二数量的帧。可以理解的是，数据包和帧仅用于描述流式数据的传输单元和处理单元，并不意图限定流式数据的形式。除音视频数据外，“帧”也可以包括文本数据，或其他形式的数据，在此不作限定。

在利用深度学习模型(例如，神经网络)对流式数据中的每一帧进行处理时，特别是在语音识别/合成、视频理解等领域和任务中，通常需要依赖时序上的在先帧和/或在后帧。本公开提供了一种能够针对任意的历史依赖长度和未来依赖长度下的深度学习模型进行优化的处理流式数据的方法。

在一些实施例中，可以令流式数据中的最大数据包(chuck)的长度为 L，历史依赖长度(即，第一数量)为LEN_LEFT，未来依赖长度(即，第二数量)为LEN_RIGHT。因此，针对每一帧，只有在得到该帧前第一数量的在先帧和该帧后的第二数量的在后帧的情况下才能够对该帧进行处理，以得到处理结果。对于头部数据包的最早的若干帧和尾部数据包的最后的若干帧，可以通过填充的方式为这些帧提供历史依赖和未来依赖，从而使得能够得到对这些帧的处理结果。

如上所述，流式数据中的数据包可以分为三种情况，分别是头部数据包、中间数据包和尾部数据包。首先将介绍对头部数据包的处理。

根据一些实施例，如图3所示，处理流式数据的方法还可以包括：步骤 S301、接收流式数据中的头部数据包，头部数据包为流式数据中的第一个的数据包，并且包括多个头部帧；步骤S302、将多个头部帧写入缓冲区，其中，缓冲区中存储有第一数量的头部填充帧，并且多个头部帧和头部填充帧位置相邻；步骤S303、基于缓冲区中与头部数据包对应的目标位置、以及第一数量，从缓冲区中写出与头部数据包对应的多个第二中间帧，多个第二中间帧包括多个头部帧和第一数量的头部填充帧，与头部数据包对应的目标位置为多个头部填充帧中的第一个头部填充帧在缓冲区中的位置；以及步骤S304、对与头部数据包对应的多个第二中间帧进行处理，以得到对头部数据包的处理结果。。图3中的步骤S305-步骤S308的操作和图2中的步骤S201-步骤S204的操作类似，在此不做赘述。

在写入头部数据包前，可以先在缓冲区写入第一数量的第一填充帧，以作为第一个头部帧历史依赖的在先帧。多个头部帧可以写入到紧接第一填充帧之后的位置。在一些实施例中，第一填充帧的值可以是零，也可以是其他填充值，在此不作限定。在一个示例性实施例中，缓冲区中的所有位置均可以被初始化为零，则多个头部帧可以从缓冲区中的任意位置开始写入。

在一些实施例中，可以为缓冲区设置一个位置计数器 (height_accumulator，下文亦称为目标位置)，以作为在对每个数据包进行写入和写出时确定相应的写入位置和写出位置。在写入头部数据包前，位置计数器可以被初始化为0(也即，第一个头部填充帧的位置)。可以理解的是，位置计数器也可以被设定为其他值/位置，例如可以被设定为头部填充帧之后的位置，在此不作限定。

根据一些实施例，步骤S302、将多个头部帧写入缓冲区包括：将缓冲区中与头部数据包对应的目标位置和第一数量相加，以得到与多个头部帧对应的第二写入起始位置；；将与多个头部帧对应的写入起始位置和头部数据包的长度相加，以得到与多个头部帧对应的写入终止位置；以及基于与多个头部帧对应的写入起始位置和写出终止位置，将多个头部帧写入缓冲区。

与头部数据包对应的写入起始位置可以表示为：

start_index＝LEN_LEFT+height_accumulator，

写入终止位置可以表示为：

end_index＝start_index+len，

其中，len为头部数据包的长度，也即头部数据包所包括的帧的数量。由此，通过这样的方式，能够便捷地得到与头部数据包对应的写入起始位置和写入终止位置，从而能够快速将头部数据包写入到缓冲区中的正确位置。

根据一些实施例，步骤S303、基于第一数量，从缓冲区中写出与头部数据包对应的多个第二中间帧包括：基于第一数量以及头部数据包的长度，确定第四数量，第四数量指示多个第二中间帧的数量；将第一数量、目标数据包的长度、以及与头部数据包对应的目标位置相加并能够减去第四数量，以得到与多个第二中间帧对应的写出起始位置；将第一数量、目标数据包的长度、以及与头部数据包对应的目标位置相加，以得到与多个第二中间帧对应的写出终止位置；以及基于与第二中间帧对应的写出起始位置和写出终止位置，从缓冲区中写出多个第二中间帧。

由于对每一帧的处理需要依赖第一数量的在先帧和第二数量的在后帧，因此在对头部数据包进行处理时需要使用第一数量的头部填充帧和全部头部帧(对数据包进行处理时需要写出并送入内核kernel的帧可以称为中间帧)。与头部数据包对应的第二中间帧的数量可以表示为out_h＝ LEN_LEFT+len。

在得到第二中间帧的数量out_h后，可以确定与头部数据包对应的写出位置。其中，第二写出起始位置可以表示为：

copy_start＝height_accumulator+LEN_LEFT-out_h+len，

第二写出终止位置可以表示为：

copy_end＝height_accumulator+LEN_LEFT+len。

需要注意的是，在对头部数据包进行处理时，仅能处理到头部数据包中的第len-LEN_RIGHT帧，而该帧之后的帧由于缺少相应的在后帧因而无法进行处理。在对头部数据包处理结束后，可以将位置计数器的值与头部数据包的长度相加，以得到更新后的目标位置，从而使得在对下一个数据包进行处理时能够便捷地找到第一个未处理的帧及其所依赖的最早的历史帧的位置。

在对头部数据包处理完成后，可以对多个中间数据包进行处理。

根据一些实施例，步骤S202、将多个目标帧写入缓冲区包括：基于第一数量、目标数据包的长度、以及与目标数据包对应的目标位置，确定与多个目标帧对应的写入位置，其中，与目标数据包对应的目标位置指示在多个目标帧之前并且与多个目标帧中的首帧距离第一数量的帧在缓冲区的位置；以及基于与多个目标帧对应的写入位置，将多个目标帧写入缓冲区。

根据一些实施例，与多个目标帧对应的写入位置包括写入起始位置和写入终止位置。确定与多个目标帧对应的写入位置包括：将与多个目标帧对应的目标位置与第一数量相加，以得到与多个目标帧对应的写入起始位置；以及将与多个目标帧对应的写入起始位置和目标数据包的长度相加，以得到与多个目标帧对应的写入终止位置。可以理解的是，除上述方式外，还可以通过其他方式确定与多个目标帧对应的写入位置和写入方式，在此不做限定。

与目标数据包对应的第一写入起始位置可以表示为：

start_index＝LEN_LEFT+height_accumulator，

第一写入终止位置可以表示为：

end_index＝start_index+len，

其中，len为目标数据包的长度，也即目标数据包所包括的帧的数量。

根据一些实施例，与目标数据包对应的目标位置是通过与在先数据包对应的目标位置与在先数据包的长度相加而得到的。由此，可以使得在每次接收到目标数据包后，均能快速便捷地确定相应的写入位置和写出位置。

根据一些实施例，步骤S307、基于缓冲区中与目标数据包对应的目标位置、第一数量、以及第二数量，从缓冲区中写出与目标数据包对应的多个第一中间帧包括：响应于确定目标数据包不是流式数据中的最后一个数据包：基于第一数量、第二数量、以及目标数据包的长度，确定第三数量，第三数量指示多个第一中间帧的数量；基于第一数量、第三数量、目标数据包的长度、以及与目标数据包对应的目标位置，确定与多个第一中间帧对应的写出起始位置；基于第一数量、目标数据包的长度、以及与目标数据包对应的目标位置，确定与多个第一中间帧对应的写出终止位置；以及基于与多个第一中间帧对应的写出起始位置和写出终止位置，从缓冲区中写出多个第一中间帧。

根据一些实施例，与多个第一中间帧对应的写出起始位置被确定为将与目标数据包对应的目标位置、第一数量、以及目标数据包的长度三者相加并减去第三数量后得到的位置，与多个第一中间帧对应的写出终止位置被确定为将与目标数据包对应的目标位置、第一数量、以及目标数据包的长度三者相加以得到的位置。可以理解的是，除上述方式外，还可以通过其他方式确定与多个第一中间帧对应的写出位置和写出方式，在此不做限定。

需要注意的是，在对中间数据包进行处理时，需要先对上一个数据包 (例如，头部数据包)最后的LEN_RIGHT帧进行处理，再对当前的目标数据包中的len-LEN_RIGHT帧进行处理。因此，在对中间数据包进行处理时，需要使用上一个数据包的第一个未处理的帧之前的LEN_LEFT帧、上一个数据包最后的LEN_RIGHT帧、以及当前的目标数据包的所有帧，也就是说，与目标数据包对应的第一中间帧的数量可以表示为out_h＝ LEN_LEFT+len+LEN_RIGHT。

在得到第一中间帧的数量out_h后，可以确定与目标数据包对应的写出位置。其中，第一写出起始位置可以表示为：

copy_start＝height_accumulator+LEN_LEFT-out_h+len，也可以表示为 copy_start＝height_accumulator-LEN_RIGHT。

第一写出终止位置可以表示为：

copy_end＝height_accumulator+LEN_LEFT+len。

在对所有目标数据包处理结束后，可以接收尾部数据包并进行处理。对尾部数据包的写入处理与对目标数据包的写入处理类似。

与尾部数据包对应的写入起始位置可以表示为：

start_index＝LEN_LEFT+height_accumulator，

写入终止位置可以表示为：

end_index＝start_index+len，

其中，len为目标数据包的长度，也即所包括的帧的数量。

在对尾部数据包进行写出处理时，除了需要写出对应的第一中间帧外，还需要在第一中间帧之后加入在后的填充帧，以得到多个待处理帧。在后的填充帧的数量为第二数量LEN_RIGHT，因而多个待处理帧的数量为 out_h＝LEN_LEFT+len+2*LEN_RIGHT(相比于第一中间帧多了第二数量的在后的填充帧)。

根据一些实施例，步骤S307、基于缓冲区中与目标数据包对应的目标位置、第一数量、以及第二数量，从缓冲区中写出与目标数据包对应的多个第一中间帧包括：响应于确定目标数据包是流式数据中的最后一个数据包：基于第二数量以及与目标数据包对应的目标位置，确定与多个第一中间帧对应的写出起始位置；基于第一数量、目标数据包的长度、以及与目标数据包对应的目标位置，确定与多个第一中间帧对应的写出终止位置；以及基于与多个第一中间帧对应的写出起始位置和写出终止位置，从缓冲区中写出多个第一中间帧。步骤S308、对与目标数据包对应的多个第一中间帧进行处理，以得到对目标数据包的处理结果包括：在多个第一中间帧之后填充第二数量的尾部填充帧，以得到多个待处理帧；以及对多个待处理帧进行处理，以得到对目标数据包的处理结果。

根据一些实施例，与多个第一中间帧对应的写出起始位置被确定为将与目标数据包对应的目标位置减去第二数量后得到的位置，与多个第一中间帧对应的写出终止位置被确定为将与目标数据包对应的目标位置、第一数量、以及目标数据包的长度三者相加以得到的位置。可以理解的是，除上述方式外，还可以通过其他方式确定与多个第一中间帧对应的写出位置和写出方式，在此不做限定。

与尾部数据包对应的写出起始位置可以表示为：

copy_start＝height_accumulator-LEN_RIGHT。在一些实施例中，在得到多个待处理帧的数量out_h后，写出起始位置也可以表示为：copy_start＝ height_accumulator+LEN_LEFT-out_h+len。

写出终止位置可以表示为：

copy_end＝height_accumulator+LEN_LEFT+len。

在一些实施例中，如上所述，在从缓冲区写出多个第一中间帧后需要在多个第一中间帧之后填充在后帧，因此可以先根据所确定的多个待处理帧的数量(即，out_h)创建对应的数组，并令数组的0-out_h-LEN_RIGHT 部分为out_pre，另out_h-LEN_RIGHT至out_h为out_post，进而将缓冲区中的copy_start至copy_end对应的物理位置中的数据写入out_pre，并将 out_post部分根据在后的填充的要求进行处理。

可以理解的是，对尾部数据包之后的在后帧的填充与对头部数据包之前的在先帧的填充类似，在此不做赘述。需要注意的是，选择将头部填充帧写入缓冲区是考虑到流式数据最早的数据包可能只包括较少数量的帧，或者在对每一帧进行处理时需要依赖较多的历史帧(也即，数据包长度小于第一数量)，如果不将头部填充帧写入缓冲区，则需要每次在写出对应的中间帧后再在中间帧之前填充头部填充帧。而流式数据最后的数据包通常可能包括较多的帧，因此通常只有最后一个数据包中的部分帧需要尾部填充帧才能被处理，因而只在针对最后一个数据包写出中间帧时进行填充即可。此外，如果流式数据最后的若干个数据包也只包括较少的帧，或者对每一帧的处理依赖较多的未来帧，则也可以在写出与尾部数据包对应的中间帧之前在缓冲区写入尾部填充帧，并且调整相应的写出位置 (copy_start不变，copy_end＝copy_start+out_h或height_accumulator+ LEN_LEFT+len+LEN_RIGHT)，从而避免在针对流式数据最后的多个数据包进行相应的写出时均需要进行填充。需要注意的是，在这样的情况下得到的多个目标帧即为需要由kernel处理的帧，而无需再进行填充。

根据一些实施例，缓冲区的长度是基于第一数量、第二数量、以及流式数据的最大数据包长度确定的。由此，可以节省缓存资源，并能够实现对缓存资源的充分利用。

根据一些实施例，缓冲区的长度为第一数量、第二数量、以及流式数据的最大数据包长度三者的总和。与头部数据包和中间数据包各自对应的多个第二中间帧和第一中间帧的长度均不大于该总和，因此，通过这样的方式设置的缓冲区可以进一步节省缓存资源，以实现对缓冲存储资源的最大利用。需要注意的是，上述实施例适用于不将尾部填充帧写入缓冲区的方案。针对需要将尾部填充帧写入缓冲区的方案，缓冲区的长度可以为第一数量、二倍的第二数量、以及流式数据的最大数据包长度三者的总和，以确保在针对流式数据最后的多个数据包进行写出时能正确处理。

根据一些实施例，基于所确定的写入位置和/或写出位置的值对缓冲区的长度的取模而得到缓冲区物理位置，将对应的帧写入缓冲区和/或从缓冲区写出。在一些实施例中，start_index(或copy_start)取模后的值比 end_index(或copy_end)取模后的值要大，则可以先将数据包的前半部分数据写入start_index至缓冲区末尾对应的物理位置(或从copy_start至缓冲区末尾对应的物理位置写出多个中间帧的前半部分)，再将数据包的后半部分写入缓冲区头部至end_index对应的物理位置(或从缓冲区头部至 copy_end对应的物理位置写出多个中间帧的后半部分)，从而实现将数据包完整且正确地写入缓冲区(或从缓冲区写出)。由此，实现了对缓冲区的循环利用，在数据写入/写出至缓冲区尾部后，可以从缓冲区的头部继续写入/写出，从而提升了缓冲区的利用效率。

通过上述方式，将循环缓冲区的输出数据作为有时序依赖kernel的输入，达到不修改kernel的前提下，维护流式计算模式对时间的依赖。

根据本公开的另一方面，公开了一种处理流式数据的装置。如图4所示，装置400包括：接收单元410，被配置为接收流式数据中的目标数据包，目标数据包包括多个目标帧，对多个目标帧中的每一帧的处理基于该帧之前的第一数量的帧和该帧之后的第二数量的帧；写入单元420，被配置为将多个目标帧写入缓冲区，其中，缓冲区中存储有上一次接收的在先数据包所包括的多个在先帧，并且多个目标帧和多个在先帧在缓冲区中位置相邻；写出单元430，被配置为基于缓冲区中与目标数据包对应的目标位置、第一数量、以及第二数量，从缓冲区中写出与目标数据包对应的多个第一中间帧，多个第一中间帧包括多个在先帧中的未被处理的至少一部分在先帧、至少一部分在先帧中的每一个在先帧之前的第一数量的帧、以及多个目标帧；以及处理单元440，被配置为对与目标数据包对应的多个第一中间帧进行处理，以得到对目标数据包的处理结果。装置400中的单元410-单元440 的操作和图2中的步骤S201-步骤S204的操作类似，在此不做赘述。

本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供和公开等处理，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。

根据本公开的实施例，还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

参考图5，现将描述可以作为本公开的服务器或客户端的电子设备500 的结构框图，其是可以应用于本公开的各方面的硬件设备的示例。电子设备旨在表示各种形式的数字电子的计算机设备，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/或者要求的本公开的实现。

如图5所示，设备500包括计算单元501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的计算机程序或者从存储单元508加载到随机访问存储器 (RAM)503中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 503中，还可存储设备500操作所需的各种程序和数据。计算单元501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505 也连接至总线504。

设备500中的多个部件连接至I/O接口505，包括：输入单元506、输出单元507、存储单元508以及通信单元509。输入单元506可以是能向设备500输入信息的任何类型的设备，输入单元506可以接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置和/或功能控制有关的键信号输入，并且可以包括但不限于鼠标、键盘、触摸屏、轨迹板、轨迹球、操作杆、麦克风和/或遥控器。输出单元507可以是能呈现信息的任何类型的设备，并且可以包括但不限于显示器、扬声器、视频/音频输出终端、振动器和/或打印机。存储单元508可以包括但不限于磁盘、光盘。通信单元509允许设备500通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据，并且可以包括但不限于调制解调器、网卡、红外通信设备、无线通信收发机和/或芯片组，例如蓝牙TM设备、802.11设备、WiFi设备、 WiMax设备、蜂窝通信设备和/或类似物。

计算单元501可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元501的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习网络算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元501执行上文所描述的各个方法和处理，例如处理流式数据的方法。例如，在一些实施例中，处理流式数据的方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元508。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 502 和/或通信单元509而被载入和/或安装到设备500上。当计算机程序加载到 RAM 503并由计算单元501执行时，可以执行上文描述的处理流式数据的方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元501可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行处理流式数据的方法。

本文中以上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、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、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。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

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(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(LAN)、广域网(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。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务("Virtual Private Server"，或简称"VPS")中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。服务器也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

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，本公开中记载的各步骤可以并行地执行、也可以顺序地或以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

虽然已经参照附图描述了本公开的实施例或示例，但应理解，上述的方法、系统和设备仅仅是示例性的实施例或示例，本发明的范围并不由这些实施例或示例限制，而是仅由授权后的权利要求书及其等同范围来限定。实施例或示例中的各种要素可以被省略或者可由其等同要素替代。此外，可以通过不同于本公开中描述的次序来执行各步骤。进一步地，可以以各种方式组合实施例或示例中的各种要素。重要的是随着技术的演进，在此描述的很多要素可以由本公开之后出现的等同要素进行替换。

Claims (15)

1.一种处理流式数据的方法，包括：

接收所述流式数据中的目标数据包，所述目标数据包包括多个目标帧，对所述多个目标帧中的每一帧的处理基于该帧之前的第一数量的帧和该帧之后的第二数量的帧；

将所述多个目标帧写入缓冲区，其中，所述缓冲区中存储有上一次接收的在先数据包所包括的多个在先帧，并且所述多个目标帧和所述多个在先帧在所述缓冲区中位置相邻；

基于所述缓冲区中与所述目标数据包对应的目标位置、所述第一数量、以及所述第二数量，从所述缓冲区中写出与所述目标数据包对应的多个第一中间帧，所述多个第一中间帧包括所述多个在先帧中的未被处理的至少一部分在先帧、所述至少一部分在先帧中的每一个在先帧之前的第一数量的帧、以及所述多个目标帧，其中，从所述缓冲区中写出与所述目标数据包对应的多个第一中间帧包括：

响应于确定所述目标数据包不是所述流式数据中的最后一个数据包：

基于所述第一数量、所述第二数量、以及所述目标数据包的长度，确定第三数量，所述第三数量指示所述多个第一中间帧的数量；

基于所述第一数量、所述第三数量、所述目标数据包的长度、以及与所述目标数据包对应的目标位置，确定与所述多个第一中间帧对应的写出起始位置；

基于所述第一数量、所述目标数据包的长度、以及与所述目标数据包对应的目标位置，确定与所述多个第一中间帧对应的写出终止位置；以及

基于与所述多个第一中间帧对应的写出起始位置和写出终止位置，从所述缓冲区中写出所述多个第一中间帧；以及

响应于确定所述目标数据包是所述流式数据中的最后一个数据包：

基于所述第二数量以及与所述目标数据包对应的目标位置，确定与所述多个第一中间帧对应的写出起始位置；

基于所述第一数量、所述目标数据包的长度、以及与所述目标数据包对应的目标位置，确定与所述多个第一中间帧对应的写出终止位置；以及

基于与所述多个第一中间帧对应的写出起始位置和写出终止位置，从所述缓冲区中写出所述多个第一中间帧；以及

对与所述目标数据包对应的多个第一中间帧进行处理，以得到对所述目标数据包的处理结果，包括：

响应于确定所述目标数据包是所述流式数据中的最后一个数据包：

在所述多个第一中间帧之后填充第二数量的尾部填充帧，以得到多个待处理帧；以及

对所述多个待处理帧进行处理，以得到对所述目标数据包的处理结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述多个目标帧写入缓冲区包括：

基于所述第一数量、所述目标数据包的长度、以及与所述目标数据包对应的目标位置，确定与所述多个目标帧对应的写入位置，其中，与所述目标数据包对应的目标位置指示在所述多个目标帧之前并且与所述多个目标帧中的首帧距离第一数量的帧在所述缓冲区的位置；以及

基于与所述多个目标帧对应的写入位置，将所述多个目标帧写入缓冲区。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，与所述多个目标帧对应的写入位置包括写入起始位置和写入终止位置，确定与所述多个目标帧对应的写入位置包括：

将与所述多个目标帧对应的目标位置与所述第一数量相加，以得到与所述多个目标帧对应的写入起始位置；以及

将与所述多个目标帧对应的写入起始位置和所述目标数据包的长度相加，以得到与所述多个目标帧对应的写入终止位置。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，与所述目标数据包对应的目标位置是通过与所述在先数据包对应的目标位置与所述在先数据包的长度相加而得到的。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述多个第一中间帧对应的写出起始位置被确定为将与所述目标数据包对应的目标位置、所述第一数量、以及所述目标数据包的长度三者相加并减去所述第三数量后得到的位置，与所述多个第一中间帧对应的写出终止位置被确定为将与所述目标数据包对应的目标位置、所述第一数量、以及所述目标数据包的长度三者相加以得到的位置。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，与所述多个第一中间帧对应的写出起始位置被确定为将与所述目标数据包对应的目标位置减去所述第二数量后得到的位置，与所述多个第一中间帧对应的写出终止位置被确定为将与所述目标数据包对应的目标位置、所述第一数量、以及所述目标数据包的长度三者相加以得到的位置。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，还包括：

接收所述流式数据中的头部数据包，所述头部数据包为所述流式数据中的第一个数据包，并且包括多个头部帧；

将所述多个头部帧写入缓冲区，其中，所述缓冲区中存储有所述第一数量的头部填充帧，并且所述多个头部帧和所述头部填充帧位置相邻；

基于所述缓冲区中与所述头部数据包对应的目标位置、以及所述第一数量，从所述缓冲区中写出与所述头部数据包对应的多个第二中间帧，所述多个第二中间帧包括所述多个头部帧和所述第一数量的头部填充帧，与所述头部数据包对应的目标位置为所述多个头部填充帧中的第一个头部填充帧在所述缓冲区中的位置；以及

对与所述头部数据包对应的多个第二中间帧进行处理，以得到对所述头部数据包的处理结果。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述多个头部帧写入缓冲区包括：

将所述缓冲区中与所述头部数据包对应的目标位置和所述第一数量相加，以得到与所述多个头部帧对应的写入起始位置；

将与所述多个头部帧对应的写入起始位置和所述头部数据包的长度相加，以得到与所述多个头部帧对应的写入终止位置；以及

基于与所述多个头部帧对应的写入起始位置和写出终止位置，将所述多个头部帧写入所述缓冲区。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，基于所述第一数量，从所述缓冲区中写出与所述头部数据包对应的多个第二中间帧包括：

基于所述第一数量以及所述头部数据包的长度，确定第四数量，所述第四数量指示所述多个第二中间帧的数量；

将所述第一数量、所述目标数据包的长度、以及与所述头部数据包对应的目标位置相加并能够减去所述第四数量，以得到与所述多个第二中间帧对应的写出起始位置；

将所述第一数量、所述目标数据包的长度、以及与所述头部数据包对应的目标位置相加，以得到与所述多个第二中间帧对应的写出终止位置；以及

基于与所述第二中间帧对应的写出起始位置和写出终止位置，从所述缓冲区中写出所述多个第二中间帧。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述缓冲区的长度是基于所述第一数量、所述第二数量、以及所述流式数据的最大数据包长度确定的。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述缓冲区的长度为所述第一数量、所述第二数量、以及所述流式数据的最大数据包长度三者的总和。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，基于所确定的写入位置和/或写出位置对所述缓冲区的长度的取模而得到缓冲区物理位置，将对应的帧写入所述缓冲区和/或从缓冲区写出。

13.一种处理流式数据的装置，包括：

接收单元，被配置为接收所述流式数据中的目标数据包，所述目标数据包包括多个目标帧，对所述多个目标帧中的每一帧的处理基于该帧之前的第一数量的帧和该帧之后的第二数量的帧；

写入单元，被配置为将所述多个目标帧写入缓冲区，其中，所述缓冲区中存储有上一次接收的在先数据包所包括的多个在先帧，并且所述多个目标帧和所述多个在先帧在所述缓冲区中位置相邻；

写出单元，被配置为基于所述缓冲区中与所述目标数据包对应的目标位置、所述第一数量、以及所述第二数量，从所述缓冲区中写出与所述目标数据包对应的多个第一中间帧，所述多个第一中间帧包括所述多个在先帧中的未被处理的至少一部分在先帧、所述至少一部分在先帧中的每一个在先帧之前的第一数量的帧、以及所述多个目标帧，其中，从所述缓冲区中写出与所述目标数据包对应的多个第一中间帧包括：

响应于确定所述目标数据包不是所述流式数据中的最后一个数据包：

基于所述第一数量、所述第二数量、以及所述目标数据包的长度，确定第三数量，所述第三数量指示所述多个第一中间帧的数量；

基于所述第一数量、所述第三数量、所述目标数据包的长度、以及与所述目标数据包对应的目标位置，确定与所述多个第一中间帧对应的写出起始位置；

基于所述第一数量、所述目标数据包的长度、以及与所述目标数据包对应的目标位置，确定与所述多个第一中间帧对应的写出终止位置；以及

基于与所述多个第一中间帧对应的写出起始位置和写出终止位置，从所述缓冲区中写出所述多个第一中间帧；以及

响应于确定所述目标数据包是所述流式数据中的最后一个数据包：

基于所述第二数量以及与所述目标数据包对应的目标位置，确定与所述多个第一中间帧对应的写出起始位置；

基于所述第一数量、所述目标数据包的长度、以及与所述目标数据包对应的目标位置，确定与所述多个第一中间帧对应的写出终止位置；以及

基于与所述多个第一中间帧对应的写出起始位置和写出终止位置，从所述缓冲区中写出所述多个第一中间帧；以及

处理单元，被配置为对与所述目标数据包对应的多个第一中间帧进行处理，以得到对所述目标数据包的处理结果，包括：

响应于确定所述目标数据包是所述流式数据中的最后一个数据包：

在所述多个第一中间帧之后填充第二数量的尾部填充帧，以得到多个待处理帧；以及

对所述多个待处理帧进行处理，以得到对所述目标数据包的处理结果。

14.一种电子设备，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1-12中任一项所述的方法。

15.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-12中任一项所述的方法。