使用Spark批量上传图片到HBase中并同时使用OpenCV提取SIFT特征值

本文介绍了如何使用Spark进行图像数据的批量上传到HBase,并在上传过程中利用OpenCV提取SIFT特征值。通过将上传和提取过程合并,减少了序列化和磁盘IO的时间消耗。在实验中遇到了包括数据元素数量不匹配、任务不可序列化、OpenCV库加载失败以及Mat类型不兼容等错误,通过调整代码和配置解决了这些问题。

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最近正在学习利用Spark做图像的分类和检索实验,首先需要上传图像数据(保存在本地文件系统中)到HBase中,提取的图像特征是SIFT,借助OpenCV库提取,刚开始是写一个任务上传图片,然后再写一个任务提取HBase中图像的特征值,考虑到图片的序列化和反序列化会耗费大量的时间,且频繁的磁盘IO对时间消耗也很大,因此,将两个任务合并成一个任务处理,减少处理时间,同时实验过程中也遇到不少错误。

批量上传数据并提取SIFT特征

package com.fang.spark

import java.awt.image.{BufferedImage, DataBufferByte}
import java.io.ByteArrayInputStream
import javax.imageio.ImageIO
import org.apache.hadoop.hbase._
import org.apache.hadoop.hbase.client._
import org.apache.hadoop.hbase.util.Bytes
import org.apache.spark.{SparkConf, SparkContext}
import org.opencv.core.{Core, CvType, Mat, MatOfKeyPoint}
import org.opencv.features2d.{DescriptorExtractor, FeatureDetector}

/**
  * Created by hadoop on 16-11-15.
  * 批量上传数据到HBase表中,并计算sift值
  * 表结构为:
  * imagesTable:(image:imageBinary,sift)
  * RowKey设计为:
  */

object HBaseUpLoadImages {
   
   
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val sparkConf = new SparkConf()
      .setAppName("HBaseUpLoadImages").
      setMaster("local[4]").
      set("spark.serializer", "org.apache.spark.serializer.KryoSerializer"</
### 使用 Spark 实现 HBaseHBase 的离线数据同步方法 为了实现从一个 HBase 实例到另一个 HBase 实例的数据同步,可以充分利用 Apache Spark 的分布式计算能力来处理大规模数据集。以下是具体的实现方式及相关说明: #### 数据读取阶段 在 Spark 中,可以通过 `org.apache.hadoop.hbase.spark.HBaseContext` 类提供的接口访问 HBase 表中的数据[^3]。此过程涉及将 HBase 表扫描的结果转化为 RDD 或 DataFrame 结构以便进一步操作。 ```scala import org.apache.hadoop.hbase.{HBaseConfiguration, TableName} import org.apache.hadoop.hbase.client._ import org.apache.hadoop.hbase.util.Bytes import org.apache.hadoop.hbase.mapreduce.TableInputFormat import org.apache.spark.sql.SparkSession val conf = HBaseConfiguration.create() conf.set(TableInputFormat.INPUT_TABLE, "source_hbase_table") // 初始化 Spark Session val spark = SparkSession.builder().appName("HBaseToHBaseSync").getOrCreate() // 加载 HBase 表作为 RDD val hbaseRDD = spark.sparkContext.newAPIHadoopRDD( conf, classOf[TableInputFormat], classOf[org.apache.hadoop.hbase.io.ImmutableBytesWritable], classOf[org.apache.hadoop.hbase.client.Result] ) // 将 Result 转换为键值对形式 val keyValuePairs = hbaseRDD.map { case (_, result) => val rowKey = Bytes.toString(result.getRow()) val columnValue = Bytes.toString(result.getValue(Bytes.toBytes("column_family"), Bytes.toBytes("qualifier"))) (rowKey, columnValue) } ``` 以上代码展示了如何通过 Spark 读取 HBase 表中的数据,将其映射成 `(rowKey, value)` 形式的键值对集合[^3]。 --- #### 数据转换阶段 在此阶段可以根据业务需求对数据进行必要的过滤、清洗或转换操作。例如去除重复记录、修正字段格式等。这些操作可以直接基于 Spark 提供的 Transformation 算子完成。 假设需要保留某些特定列族下的数据忽略其余部分,则可按如下方式进行筛选: ```scala val filteredData = keyValuePairs.filter { case (key, value) => !value.isEmpty && key.startsWith("prefix_") // 自定义逻辑 } ``` 此外还可以引入广播变量或其他外部依赖以增强灵活性[^4]。 --- #### 数据写入阶段 最后一步就是将经过加工后的数据保存回目标 HBase 实例中去。这里提供了两种常见策略可供选择: ##### 方法一:逐条插入法 利用 HBase 的 Put 对象逐一构建每一条记录向远端提交请求。 ```scala filteredData.foreachPartition(partition => { val configTarget = HBaseConfiguration.create() configTarget.set("hbase.zookeeper.quorum", "target_zk_quorum") val connection = ConnectionFactory.createConnection(configTarget) val table = connection.getTable(TableName.valueOf("target_hbase_table")) partition.foreach { case (rowKey, value) => val put = new Put(Bytes.toBytes(rowKey)) put.addColumn(Bytes.toBytes("cf"), Bytes.toBytes("qf"), Bytes.toBytes(value)) table.put(put) } table.close() connection.close() }) ``` 尽管易于理解且便于调试,但由于频繁建立网络连接可能会带来额外开销,因此仅适用于中小规模场景下[^1]。 ##### 方法二:批量导入法 对于海量级别的迁移任务来说,建议预先组装好一批待存储单元后再统一提交给服务器端处理。这样不仅可以减少交互次数从而提升吞吐量,而且还能更好地适配底层硬件特性达到性能优化的目的。 首先需准备一段自定义函数负责封装多个 Key-Value 组合成为单个 BulkLoad 文件组件;接着调用相应 API 完成最终上传动作即可[^2]。 ```scala def bulkLoad(data: Iterator[(String, String)], pathPrefix: String): Unit = ??? bulkLoad(filteredData.collect(), "/tmp/bulkload_data/") ``` 注意这里的具体实现细节取决于实际环境配置情况而定,可能还需要考虑权限管理等问题[^4]。 --- ### 总结 综上所述,借助于强大的 Spark 平台能够轻松应对跨集群间的大容量 HBase 数据复制挑战。无论是简单的全量拷贝还是复杂的增量更新模式都可以找到合适的解决方案加以满足。
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