基于无服务器计算的支持GPU的视频处理任务编排系统的设计与实现

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视频已经逐渐成为互联网内容的主流承载形式,同时也对各种视频处理场景产生了越来越高的需求。传统的视频编码、解码、滤镜等操作以及新兴的物体识别等视觉任务都对视频处理能力提出了更高的要求,当前的视频处理能力在灵活性等方面依然存在很大不足。无服务器计算技术可以有效的将视频处理灵活化、易于部署化,实现方便且高效的视频处理系统。本文将无服务器计算的FaaS(Function-as-a-Service,函数即服务)应用于视频处理领域,用于提高视频处理灵活性。鉴于单个FaaS函数的局限性,支持将视频处理函数进行组合,设计并实现了视频处理任务编排系统。在此基础上,面向不同的视频处理场景,设计并实现了多种视频处理任务。为了解决视频处理时的函数组合问题,本文设计了面向视频处理领域的任务编排系统。整体架构分为三层:模型层、执行层、接口层。模型层对函数组合运用DAG(Directed Acyclic Graph,有向无环图)模型进行了建模。执行层对系统的执行流程、节点信息调整、选取节点等逻辑进行设计。接口层包括触发逻辑和代码接口,方便用户使用。通过对串行任务、并行任务例子的实验,验证了系统的功能正确性。基于资源统一化管理、减轻运维、容易扩缩容的特性,使用该系统的接口层设计,提高了视频处理易用性。系统对视频处理过程进行加速,在单个函数中对GPU视频处理进行支持。基于任务编排系统,本文支持了多种视频处理任务场景,包括图片拉取识别任务、不同分辨率转码任务、并发转码任务等场景。本文详细描述了各个任务内部使用的单个函数、视频处理组合函数、节点间信息传递。最后对每个任务进行了测试,均符合预期。系统可以将一些典型的视频处理场景抽象成各种视频处理组合模式,提高了视频处理灵活性。
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