总体功能及约束说明

多版本接口差异

本手册中媒体数据处理V1版本与媒体数据处理V2版本的接口都是描述处理媒体数据的接口，用于实现视频编解码、图像编解码、图像处理等功能，但两套接口不能混用。

V2版本的功能比V1版本更多，如下：
- JPEGE：V2版本接口支持高级的参数配置，如huffman表配置。
- VENC：V2版本接口支持更加细化的码控参数配置和效果调优，如I/P帧QP、宏块码控等。
- VDEC：V2版本接口支持更细化的内存控制，如设置输入码流缓存。
建议使用V2版本中的接口，保证后续版本接口功能以及业务的连续演进。
V1版本中的接口是为了兼容旧版本，保证使用该部分接口的用户能继续使用，后续版本不再演进。

图像/视频/音频数据处理的典型功能介绍

图1 图像/视频数据处理
点击放大

各功能的介绍如下表所示，昇腾AI处理器对这些功能的支持度请参见功能支持度说明（AIPP当前各版本均支持）。

功能	子功能模块	描述
获取视频数据	ISP（Image Signal Processing）系统控制	系统控制部分用于注册3A算法、注册Sensor驱动、初始化ISP firmware、运行ISP firmware、退出ISP firmware、配置ISP属性等功能。
	MIPI Rx ioctl命令字	MIPI Rx是一个支持多种差分视频输入接口的采集单元，通过combo-PHY接收MIPI/LVDS/sub-LVDS/HiSPi接口的数据，通过不同的功能模式配置，MIPI Rx可以支持多种速度和分辨率的数据传输需求，支持多种外部输入设备。
	VI（Vedio Input）	VI模块捕获视频图像，可对其做裁剪、防抖、颜色优化、亮度优化、噪声去除等处理，并输出YUV或RAW格式的图像数据。
展示视频数据	VO（Vedio Output）	VO模块接收VPSS处理后的输出图像，可进行播放控制等处理，最后按用户配置的输出协议（当前仅支持HDMI）输出给外围视频设备。 VO可配合TDE（Two Dimensional Engine）模块、HIFB（Hisilicon Framebuffer）模块，利用硬件分别进行图形绘制、叠加图形层管理。
	HDMI（High Definition Multimedia Interfac）	HDMI是全数字化影像和声音发送接口，可以发送未压缩的音频及视频信号。
	TDE（Two Dimensional Engine）	TDE是图形二维加速引擎，它利用硬件为 OSD（On Screen Display）和 GUI（Graphics User Interface）提供快速的图形绘制功能，主要有快速拷贝、快速色彩填充、模式填充（当前仅支持Alpha Blending操作）。
	HIFB（Hisilicon Framebuffer）	HIFB用于管理叠加图形层，它不仅提供Linux Framebuffer的基本功能，还在Linux Framebuffer的基础上增加图层显示起始位置修改、层间Alpha等扩展功能。
区域管理	Region	叠加在视频上的OSD (On Screen Display)和遮挡在视频上的色块统称为区域。区域管理模块，用于统一管理这些区域资源，用于在视频上显示一些特定信息（如通道号、时间戳等）、或在视频中填充色块用于遮挡，当前该功能需配合VPSS一起使用。
图像/视频数据处理	VPSS（Video Process Sub-System）	VPSS模块支持对输入图像进行统一预处理，如去噪、去隔行、裁剪等，然后再对各通道分别进行处理，如缩放、加边框等。
	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《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AscendCL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AscendCL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、图像金字塔、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）：H264/H265格式-->YUV/RGB格式的视频码流解码。 VENC（Video Encoder）：YUV420SP格式-->H264/H265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。
音频数据获取和输出	AI（Audio Input）	AI模块捕获音频数据。
音频数据获取和输出	AO（Audio Output）	通过ADEC模块解码后的音频数据，AO模块支持播放音频。
音频数据编解码	AENC（Audio Encoder）	通过AI模块获取的音频数据，AENC模块支持对其进行编码，输出音频码流。
音频数据编解码	ADEC（Audio Decoder）	ADEC支持解码G.711a协议的音频码流，再通过AO模块播放音频。

功能支持度说明

昇腾AI处理器对媒体数据处理V2版本各功能的支持度如下表所示。

昇腾AI处理器	VPC	JPEGD	JPEGE	PNGD	VDEC	VENC
Atlas 推理系列产品	√	√	√	√	√	√
Atlas A2训练系列产品	√	√	√	√	√	x

整体约束说明

使用本章中介绍的接口，有以下注意点：

关于内存申请/释放：
1. 实现媒体数据处理的VPC、JPEGD、JPEGE等功能前，若需要申请内存存放输入或输出数据，需调用hi_mpi_dvpp_malloc申请内存、调用hi_mpi_dvpp_free接口释放内存。如果多个功能串联使用的场景，需要复用同一段内存，则按最大内存要求来申请内存。
2. 调用1申请出来的内存可以满足媒体数据处理的要求，也可以在其它任务中使用，例如，从性能角度，为了减少拷贝，媒体数据处理的输出作为模型推理的输入，实现内存复用。
3. 但由于媒体数据处理访问的地址空间有限，为确保媒体数据处理时内存足够，除媒体数据处理功能外的其它功能（例如，模型加载），建议调用内存管理章节下的aclrtMalloc接口、或aclrtMallocHost接口、或aclrtMallocCached接口申请内存。
  针对Atlas 推理系列产品和Atlas A2训练系列产品：媒体数据处理功能在每个进程内，可访问的地址空间最大为16GB。
关于通道的要求：
实现媒体数据处理的各功能前，必须调用接口创建对应功能的通道，请分别参见VPC图像处理功能、VDEC视频解码功能/JPEGD图片解码功能、VENC视频编码功能/JPEGE图片编码功能、PNGD图片解码功能章节下的通道创建与销毁接口，查看接口说明以及通道数的最大限制。

通道的创建与销毁会涉及资源的申请与释放，反复创建与销毁通道会影响业务性能，因此建议根据实际场景管理通道，例如，如果有持续VPC图片处理，则创建VPC的通道后，等到所有VPC功能调用完成后，再销毁该VPC通道。

通道数量多，会影响Device的CPU占用率和内存占用，通道数量建议参考各功能章节下的性能指标的路数。
本章节描述结构体、枚举值等，预留的字段需要手动设置为0，避免后续版本的兼容性问题。
结构体或枚举值中的预留字段，其名称中包含*_BUTT字符串的，例如HI_COMPRESS_MODE_BUTT。

父主题： 媒体数据处理V2