[發明專利]一種視頻傳輸配置模型的構建方法及應用

在審

• 申請號: 202210898346.2
• 申請日: 2022-07-28
• 公開（公告）號: CN115357379A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 戴祥祥;楊鵬;張澤宇;陳芃;周楚骎
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06N3/08;G06V10/74;G06V10/762;G06V10/82
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 夏倩

1.一種視頻傳輸配置模型的構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、搭建視頻傳輸配置模型；所述視頻傳輸配置模型包括：多個視頻傳輸配置單元；視頻傳輸配置單元的數量與邊緣計算節點的數量相同，一個視頻傳輸配置單元對應一個邊緣計算節點；所述視頻傳輸配置單元包括強化學習網絡；

所述視頻傳輸配置單元用于將對應邊緣計算節點接收對應攝像頭采集的視頻段時的環境狀態信息輸入至其強化學習網絡中，得到視頻傳輸參數；將對應邊緣計算節點所對應的各攝像頭按照所得視頻傳輸參數進行統一配置后，計算得到在所述環境狀態信息下進行相應配置后的獎勵值，記為環境狀態信息所對應的獎勵值；所述環境狀態信息包括：傳輸延遲、傳輸帶寬、視頻分析的準確度及類型；視頻傳輸參數包括：視頻幀率、視頻分辨率和用于進行視頻分析的視頻段大小；

S2、將各邊緣計算節點所對應的訓練樣本子集輸入至對應的視頻傳輸配置單元中，分別最大化各訓練樣本子集中的所有環境狀態信息所對應的獎勵累積值，對各視頻傳輸配置單元進行訓練，從而得到訓練好的視頻傳輸配置模型；

其中，邊緣計算節點所對應的訓練樣本子集包括：在若干歷史時刻下邊緣計算節點接收對應攝像頭采集的視頻段時的環境狀態信息；

邊緣計算節點與攝像頭之間的對應關系的確定方法，包括：對各攝像頭按照其所采集的視頻內容的相似度進行聚類，得到各攝像頭簇；并分別將各攝像頭簇和與其距離最近的邊緣計算節點進行匹配。

2.根據權利要求1所述的視頻傳輸配置模型的構建方法，其特征在于，所述邊緣計算節點與攝像頭之間的對應關系的確定方法，包括以下步驟：

S01、分別對各攝像頭采集的視頻段按幀進行奇異值分解，得到各攝像頭所采集的各視頻幀的奇異值；

S02、對任意兩個攝像頭，按照以下公式計算其采集的視頻內容的相似度；

其中，sim_pq為第p個攝像頭和第q個攝像頭所采集的視頻內容的相似度；S_p為第p個攝像頭所采集的各視頻幀的奇異值集合；|S_q|為奇異值集合S_p中奇異值的個數；S_q為第q個攝像頭所采集的各視頻幀的奇異值集合；|S_q|為奇異值集合S_q中奇異值的個數；為奇異值集合S_p中第i個奇異值，為奇異值集合S_q中第i個奇異值，

S03、對各攝像頭進行聚類，得到各攝像頭簇，使得在各攝像頭簇中任意兩個攝像頭所采集的視頻內容的相似度小于預設相似度；

S04、分別計算各攝像頭簇與各邊緣計算節點之間的地理距離，分別將各攝像頭簇和與其距離最近的邊緣計算節點進行匹配。

3.根據權利要求1所述的視頻傳輸配置模型的構建方法，其特征在于，記將對應邊緣計算節點所對應的各攝像頭按照基于環境狀態信息所得的視頻傳輸參數進行統一配置后，將攝像頭輸出的視頻段傳輸至云端服務器進行視頻分析的時刻為t，此時，所得環境狀態信息對應的獎勵值為：

R_t＝(1-ε)accuracy_t-εdelay_t

其中，ε為預設權重；accuracy_t為對t時刻下所傳輸的視頻段進行視頻分析的準確度；delay_t為t時刻下將攝像頭輸出的視頻段傳輸至云端服務器的傳輸延遲。

4.根據權利要求1所述的視頻傳輸配置模型的構建方法，其特征在于，所述強化學習網絡包括：Actor網絡和Critic網絡；所述Actor網絡用于基于對應邊緣計算節點接收對應攝像頭采集的視頻段時的環境狀態信息，得到視頻傳輸參數；所述Critic網絡用于對所述Actor網絡所得的視頻傳輸參數進行評價，以最大化評價結果為目標，對Actor網絡進行訓練。

5.根據權利要求1所述的視頻傳輸配置模型的構建方法，其特征在于，所述步驟S2中，對各視頻傳輸配置單元的訓練過程并行執行。