[发明专利]一种基于边缘计算的视频帧调度方法

说明书

本发明涉及云计算领域，提出一种基于边缘计算的视频帧调度方法，包括以下步骤：用户端产生视频任务，然后对视频帧数进行压缩，并向控制器发送资源情况咨询请求；控制器接收用户端请求，向每一个能连接上的边缘服务器获取边缘服务器资源信息；控制端更新边缘服务器列表；控制器计算视频任务在边缘服务器剩余资源的范围内最低负载时的资源数值c^*和m^*；控制器确认当前任务处理总时延最短的边缘服务器序号e^*，然后把该边缘服务器信息发送到用户端；用户端把视频任务发送到序号为e^*的边缘服务器进行处理，边缘服务器处理完成后将处理数据上传到云服务器进行存储、统计和分析。本发明能够有效降低视频任务的传输及处理时延，提高边缘服务器的资源利用率。

技术领域

本发明涉及云计算领域，更具体地，涉及一种基于边缘计算的视频帧调度方法。

背景技术

智能设备的普及和公共监控系统的完善产生了大量的视频信息，越来越多的用户不仅是视频信息的接收者，也是视频信息的产生者。摄像设备的升级使得视频流在分辨率方面有了大幅度的提升，同时也让视频文件的容量变得更大，而大容量的视频文件对网络的带宽和服务器的处理能力是极大的挑战。在网络带宽和服务器的运算能力的制约下，海量的视频文件的传输和处理将产生较大的时延，严重影响用户体验和监控效果。

在视频处理领域，由于本地设备的处理能力低下，一般将视频流通过网络上传到云服务器进行处理。各大云计算服务产商也推出自己的视频云业务，对视频进行集中式处理。然而云计算视频处理并不总是那么高效，集中式的云处理方式会增加网络负载，造成网络拥塞，从而产生一定的数据处理时延。因此便提出了基于边缘计算的视频处理方法，将云服务器的部分计算任务下放到网络边缘端的计算节点，让各个边缘服务器对请求结合本地视频数据进行处理，然后返回相关计算结果给云中心，这样既降低了网络流量，减少了能耗，也在一定程度上保护了用户的隐私。

在基于边缘计算的视频处理框架中，任务的调度是影响边缘-云协作的重要因素，因此如何对任务进行调度直接影响到任务的执行优先级和处理时延。然而，现有技术中仍存在没有解决如何进行任务分析和调度的核心问题，数据的传输依然需要经过较长时间的网络延迟，消耗较多的资源，也没有涉及如何解决在多个边缘服务器间进行调度的实际问题。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的传输时延和视频处理时延高等至少一种缺陷，提供一种基于边缘计算的视频帧调度方法，能够有效提高视频任务的调度速率，降低视频任务处理时延，提高边缘服务器的资源利用率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于边缘计算的视频帧调度方法，包括以下步骤：

S1：用户端产生视频任务，然后对视频帧进行压缩，并向控制器发送资源情况咨询请求；

S2：控制器接收用户端请求，向每一个能连接上的边缘服务器获取边缘服务器资源信息；

S3：控制端更新边缘服务器列表，保留可连接的边缘服务器序号，删除不可通信的边缘服务器序号；

S4：控制器计算视频任务在边缘服务器剩余资源的范围内最低负载时的空闲CPU资源分配方案c^*和剩余内存资源分配方案m^*；

S5：控制器确定当前任务处理总时延最短的边缘服务器序号e^*，然后把序号为e^*的边缘服务器信息发送到用户端；

S6：用户端把视频任务发送到序号为e^*的边缘服务器进行处理，边缘服务器处理完成后将处理数据上传到云服务器进行存储、统计和分析。