媒体数据处理基础知识

本章主要介绍图像/视频数据处理的具体功能、接口调用流程以及示例代码。

典型功能介绍

CANN提供了AIPP和DVPP两种处理图像/视频数据的方式，本章主要介绍基于DVPP的图像/视频数据处理。

处理方式	描述
AIPP（Artificial Intelligence Pre-Processing）	AIPP人工智能预处理，在AI Core上完成数据预处理，主要功能包括改变图像尺寸（抠图、填充等）、色域转换（转换图像格式）、减均值/乘系数（改变图像像素）等。 AIPP区分为静态AIPP和动态AIPP。您只能选择静态AIPP或动态AIPP中的一种来处理图片，不能同时配置静态AIPP和动态AIPP两种方式。静态AIPP：模型转换时设置AIPP模式为静态，同时设置AIPP参数，模型生成后，AIPP参数值被保存在离线模型（*.om）中，每次模型推理过程采用固定的AIPP预处理参数（无法修改）。如果使用静态AIPP方式，多Batch情况下共用同一份AIPP参数，AIPP参数值在使用ATC工具进行模型转换时设置，ATC工具的详细说明请参见《ATC工具使用指南》。动态AIPP：模型转换时仅设置AIPP模式为动态，每次模型推理前，根据需求，在执行模型前设置动态AIPP参数值，然后在模型执行时可使用不同的AIPP参数。如果使用动态AIPP方式，多Batch可使用不同的AIPP参数，各Batch所使用的AIPP参数值通过pyACL提供的接口来设置，请参见模型动态AIPP推理中的介绍。
DVPP（Digital Vision Pre-Processing）	DVPP是昇腾AI处理器内置的图像处理单元，通过pyACL媒体数据处理接口提供强大的媒体处理硬加速能力，主要功能包括以下功能： VPC（Vision Preprocessing Core）：处理YUV、RGB等格式的图片，包括缩放、抠图、色域转换等。 JPEGD（JPEG Decoder）：JPEG压缩格式-->YUV格式的图片解码。 JPEGE（JPEG Encoder）：YUV格式-->JPEG压缩格式的图片编码。 VDEC（Video Decoder）：H.264/H.265格式-->YUV/RGB格式的视频码流解码。 VENC（Video Encoder）：YUV420SP格式-->H.264/H.265格式的视频码流编码。 PNGD（PNG Decoder）：PNG格式-->RGB格式的图片解码。说明： AIPP、DVPP可以分开独立使用，也可以组合使用。组合使用场景下，一般先使用DVPP对图片/视频进行解码、抠图、缩放等基本处理，但由于DVPP硬件上的约束，DVPP处理后的图片格式、分辨率有可能不满足模型的要求，因此还需要再经过AIPP进一步做色域转换、抠图、填充等处理。例如，在Atlas 200/300/500 推理产品和Atlas 训练系列产品上，由于DVPP视频解码仅支持输出YUV格式的图片，如果模型需要RGB格式的图片，则需要再经过AIPP做色域转换的处理。

处理方式

描述

AIPP（Artificial Intelligence Pre-Processing）

AIPP人工智能预处理，在AI Core上完成数据预处理，主要功能包括改变图像尺寸（抠图、填充等）、色域转换（转换图像格式）、减均值/乘系数（改变图像像素）等。

AIPP区分为静态AIPP和动态AIPP。您只能选择静态AIPP或动态AIPP中的一种来处理图片，不能同时配置静态AIPP和动态AIPP两种方式。

静态AIPP：模型转换时设置AIPP模式为静态，同时设置AIPP参数，模型生成后，AIPP参数值被保存在离线模型（*.om）中，每次模型推理过程采用固定的AIPP预处理参数（无法修改）。
如果使用静态AIPP方式，多Batch情况下共用同一份AIPP参数，AIPP参数值在使用ATC工具进行模型转换时设置，ATC工具的详细说明请参见《ATC工具使用指南》。
动态AIPP：模型转换时仅设置AIPP模式为动态，每次模型推理前，根据需求，在执行模型前设置动态AIPP参数值，然后在模型执行时可使用不同的AIPP参数。
如果使用动态AIPP方式，多Batch可使用不同的AIPP参数，各Batch所使用的AIPP参数值通过pyACL提供的接口来设置，请参见模型动态AIPP推理中的介绍。

DVPP（Digital Vision Pre-Processing）

DVPP是昇腾AI处理器内置的图像处理单元，通过pyACL媒体数据处理接口提供强大的媒体处理硬加速能力，主要功能包括以下功能：

VPC（Vision Preprocessing Core）：处理YUV、RGB等格式的图片，包括缩放、抠图、色域转换等。
JPEGD（JPEG Decoder）：JPEG压缩格式-->YUV格式的图片解码。
JPEGE（JPEG Encoder）：YUV格式-->JPEG压缩格式的图片编码。
VDEC（Video Decoder）：H.264/H.265格式-->YUV/RGB格式的视频码流解码。
VENC（Video Encoder）：YUV420SP格式-->H.264/H.265格式的视频码流编码。
PNGD（PNG Decoder）：PNG格式-->RGB格式的图片解码。

说明：

AIPP、DVPP可以分开独立使用，也可以组合使用。组合使用场景下，一般先使用DVPP对图片/视频进行解码、抠图、缩放等基本处理，但由于DVPP硬件上的约束，DVPP处理后的图片格式、分辨率有可能不满足模型的要求，因此还需要再经过AIPP进一步做色域转换、抠图、填充等处理。

例如，在Atlas 200/300/500 推理产品和Atlas 训练系列产品上，由于DVPP视频解码仅支持输出YUV格式的图片，如果模型需要RGB格式的图片，则需要再经过AIPP做色域转换的处理。

DVPP图像/视频数据处理的典型使用场景

如果源图或视频的分辨率、格式等与模型的要求不一致时，我们可以将源图或视频处理成符合模型的要求。如下为典型场景的举例。

视频解码、缩放。
使用YOLOv3模型实现目标检测的场景下，用户提供的输入视频为H.264/H.265编码格式、分辨率为1920*1080，但YOLOv3模型要求的输入图片格式为RGB/YUV、分辨率为416*416，两者不一致，此时可对视频执行以下一系列处理。

图1 视频解码、缩放使用场景图
图片解码、缩放、格式转换。
使用ResNet-50模型实现图片分类的场景下，用户提供的输入图片为JPEG编码格式、分辨率为1280*720，但ResNet-50模型要求的输入图片格式为RGB、分辨率为224*224，两者不一致，此时可对图片执行以下一系列处理。

图2 图片解码、缩放、格式转换使用场景图
抠图、缩放、格式转换。
使用ResNet-50模型实现图片分类的场景下，用户提供的输入图片格式为YUV420SP、分辨率为1280*720，但ResNet-50模型要求的输入图片格式为RGB、分辨率为224*224，两者不一致，此时对图片执行以下一系列处理。

图3 抠图、缩放、格式转换使用场景图

媒体数据处理功能开发流程

图4 开发流程

准备环境。
请参见应用开发环境准备。
创建代码目录。
在开发应用前，您需要先创建目录，存放代码文件、脚本、测试图片数据、模型文件等。

模型推理场景下，必须要有适配昇腾AI处理器的离线模型（*.om文件），请参见模型构建。

如果应用中涉及模型推理，则需要构建模型。
开发应用。
如果应用中涉及模型推理，请参见模型推理、更多特性编写相应的代码。
运行应用，请参见应用调试。

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