一種集群式圖像運算系統的製作方法

2023-09-20 03:56:30

專利名稱：一種集群式圖像運算系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及了數字電影領域內 一種集群式圖像運算系統。
背景技術：
由於膠片電影的原始素材轉換為數字格式後視頻數據的數據量巨大( 一般一部放映 時長2小時的電影數位化後的視頻數據量大約在1. 5T-4T)所以在數字電影製作過程中必須 對視頻數據進行壓縮，目前JPEG 2000壓縮方法逐漸成為數字電影方面主流的壓縮方法，但是 JPEG2000算法在處理每一幀圖像上的時間較漫長， 一般來說處理通常一部2小時的電影一臺計 算機採用通常方式壓縮要佔用48小時進行壓縮製作，目前在視頻壓縮的過程中使用多臺計算 機採用集群的方式並行處理。採用一般的處理流程是，把未壓縮的視頻圖像序列和音頻數據部 署到一臺數據源伺服器上，其他壓縮客戶端分別讀取數據源伺服器上的視頻序列進行壓縮，然 後把壓縮後的數據存放到目標伺服器上，在全部視頻數據壓縮和音頻數據處理完成後，再進行 數字電影的後續製作過程。但是這種方法存在一個問題，源數據伺服器由於硬碟讀寫速度和網 絡帶寬的限制在多個壓縮客戶端同時從源數據伺服器讀取數據時，源數據伺服器的傳輸帶寬 成為系統的瓶頸，制約了系統的並發程度和和整個系統的壓縮效率；並且在一定的條件下不可 能在提高源數據伺服器的硬體配置來大幅提高源數據伺服器的傳輸帶寬。因此我們公開一種 基於多個數據源伺服器JPEG 2000的集群式圖像運算系統來解決上述問題。

發明內容本實用新型的目的就是解決了源數據伺服器的傳輸瓶頸問題，大幅縮短整部影片 的壓縮時間。 本實用新型解決技術問題所採用的技術方案是首先，把數位化以後的電影視頻 數據分段部署到多個源數據伺服器上。考慮到硬體成本和大容量硬碟已經成為主流等客觀 情況，可以把源數據伺服器和壓縮客戶端部署到同一臺計算機硬體上組成壓縮客戶端和源 數據伺服器模塊。設立一臺控制伺服器，負責控制數字電影製作的各個階段的執行過程。考 慮到硬體成本和系統部署的方便，可以把控制伺服器和目標伺服器部署到同一臺計算機硬 件上組成為控制伺服器&目標伺服器模塊。控制伺服器按照預先定義好的規則檢測各個源 數據伺服器上視頻數據的完整性。根據分發策略控制程序，控制伺服器控制各個壓縮客戶 端分別從哪一個源數據伺服器上讀取原始的視頻數據。各壓縮客戶端並行執行JPEG2000 壓縮算法，把相應的原始視頻圖像序列壓縮成JPEG 2000視頻圖像序列。壓縮後的JPEG 2000視頻圖像序列通過高速網絡傳輸到目標伺服器上，供數字電影的後續製作過程使用。 本實用新型的有益效果是可以使播放時間與壓縮時間的比值大於l，也就是說 處理通常一部2小時的電影壓縮時間可以縮短到與播放時間相同及壓縮時間也為2小時。

圖l為系統結構圖。[0007] 圖中 101為高速網絡。 102為控制伺服器&目標伺服器模塊。 103為壓縮客戶端和源數據伺服器模塊。 104為壓縮客戶端模塊。
具體實施方式原始的膠片素材數字後，數字格式的影片視頻數據分段分別部署到多臺源數據服 務器上，為了保證數據的讀取速度和數據的穩定；數據存儲採用RAID5存儲架構。考慮到硬 件成本和大容量硬碟已經成為主流等客觀情況。可以把源數據伺服器和壓縮客戶端部署到 同一臺計算機硬體上。考慮JPEG2000算法的壓縮速度、硬碟讀取文件的速度和高速網絡的 傳輸速度。壓縮客戶端和源數據伺服器的個數比值應在1-3。 初始化控制伺服器和各客戶端、控制伺服器建立連接，讀取各客戶的配置信息；同 時控制伺服器獲取各個源數據伺服器的信息，為壓縮過程做好準備。對部屬到各個源數據 伺服器上視頻數據進行完整性檢查，包括視頻幀是否缺失，每一幀視頻數據是否正確，是否 存在重複幀等情況。 控制伺服器根據分發策略控制程序控制各個壓縮客戶端分別從不同源數據服務 器上讀取視頻數據。分發策略控制程序採用流水線式設計，在整個的視頻壓縮過程中保證 讀取數據和向客戶端發送數據同時進行，從而提高系統的效率。 壓縮客戶端把從源數據伺服器讀取的視頻數據放入高速緩存，然後使用JPEG2000
壓縮算法對視頻數據進行壓縮。客戶端同樣採用流水線式設計，保證接收數據，數據壓縮和
把壓縮後的數據發送到目標伺服器上的任務能同時運行，從而提高系統的效率。 客戶端把壓縮後的JPEG2000視頻數據發送到目標數據伺服器上，目標數據服務
器，目標數據伺服器對壓縮後數據進行正確性檢查。然後把壓縮後的數據按指定格式存儲，
供數字電影的後續製作過程使用。最後分發策略控制程序檢測壓縮是否完成。
權利要求一種集群式圖像運算系統，其特徵是包括控制伺服器&目標伺服器、壓縮客戶端和源數據伺服器、壓縮客戶端。
2. 根據權利要求1所述的系統，其特徵是把數位化以後的電影視頻數據分段部署到 多個源數據伺服器上。
3. 根據權利要求1所述的系統，其特徵是把源數據伺服器和壓縮客戶端部署到同一 臺計算機硬體上組成壓縮客戶端和源數據伺服器。
專利摘要數字電影領域內一種集群式圖像運算系統。
由於膠片電影的原始素材轉換為數字格式後視頻數據的數據量巨大，目前通常一部2小時的電影一臺計算機採用通常方式壓縮要佔用48小時進行壓縮製作，為了大幅提高壓縮時間，因此公開一種基於多個數據源伺服器JPEG 2000的集群式圖像運算系統。把數位化以後的電影視頻數據分段部署到多個源數據伺服器上，把源數據伺服器和壓縮客戶端部署到同一臺計算機硬體上組成壓縮客戶端和源數據伺服器，設立一臺控制伺服器，負責控制數字電影製作的各個階段的執行過程。
文檔編號H04N7/26GK201536405SQ200920110680
公開日2010年7月28日 申請日期2009年8月10日 優先權日2009年8月10日
發明者張曉玲, 王忠平, 耿克明, 肖立群 申請人:北京中企開源信息技術有限公司