一种基于终端无人机巡航视频数据的边缘缓存方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115002138A(43)申请公布日2022.09.02(21)申请号202210209432.8H04N21/231(2011.01)(22)申请日2022.03.04(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人王青旺张小青沈韬曾凯宋健王路(74)专利代理机构昆明隆合知识产权代理事务所(普通合伙)53220专利代理师龙燕(51)Int.Cl.H04L67/1097(2022.01)H04L67/1095(2022.01)H04L67/06(2022.01)H04N21/218(2011.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种基于终端无人机巡航视频数据的边缘缓存方法(57)摘要本发明公开一种基于终端无人机巡航视频数据的边缘缓存方法，属于边缘计算技术领域。本发明包括以下步骤：边缘计算架构中“云‑边‑端”相互连接；云端存储全部数据，边端存储部分数据，终端获取视频数据；提取视频数据的图片计算其信息；对提取的图片进行缓存时，需判断该边缘缓存的存储空间是否充足；若存储容量达到预设阈值，则置换掉流行度最小的图片，保留流行度值大的图片；当终端无人机请求图片时，如果‑边端存储有对应数据，则直接响应，并增加流行度；如果边端没有对应数据，则请求云端响应，同时将数据同步到边端存储。本发明与现有技术相比，主要解决了视频传输延迟大、缓存少等现象，使边缘设备的缓存资源得以充分利用，减轻传输负担。CN115002138ACN115002138A权利要求书1/2页1.一种基于终端无人机巡航视频数据的边缘缓存方法，其特征在于：体步骤如下：步骤S1：边缘计算网络中，中心云端和边缘服务器相互连接，边缘服务器和终端无人机设备相互连接；步骤S2：终端无人机挂载摄像头来获取实时高清视频数据并同步到中心云端；步骤S3：边缘服务器提取视频中的图片，解析该图片的信息并估计其流行度；步骤S4：当需要对获取的图片进行缓存时，判断所述边缘缓存的存储空间是否充足；步骤S5：若边缘缓存的存储空间不足，置换出缓存中流行度值最小的图片；步骤S6：当终端无人机发送图片请求时，若边缘服务器有对应图片则直接响应，同时增加其流行度；若边缘服务器没有存储对应的图片，则请求中心云端响应，并同步数据到边缘服务器存储。2.根据权利要求1所述的基于终端无人机巡航视频数据的边缘缓存方法，其特征在于：所述S3对于提取视频中图片的具体步骤如下：S3.1：明确需要上传的视频，并按照每间隔50帧提取一次图片；S3.2：解析的图片信息至少包含视频名称、图片大小、图片像素及尺寸信息；S3.3：根据特定时间段内的请求数对图片的流行度进行估计。3.根据权利要求1所述所述的基于终端无人机巡航视频数据的边缘缓存方法，其特征在于：估计其流行度的方法为：（1）采用AP聚类算法划分图片的类别，再通过迭代过程不断更新产生n个高质量的质心，同时将其余的图片分配到相应的聚类中心；聚类中心集合M，，其中W为时间窗口；在每一个时间窗口，其中为质心，；（2）在集合M上构建概率模型进行视频图片流行度的预测；图片在每一个时间窗口都归属于一个类，随着时间的演变，会展现出一条由每一个时间窗口的类别构成的路径；给定长度为L的一条路径，依靠最大可能性概率可以计算下一时刻n+1时刻图片的流行度m*，如下所示：4.根据权利要求1所述的基于终端无人机巡航视频数据的边缘缓存方法，其特征在于：所述S5中关于置换出缓存中流行度值最小的图片的具体步骤为：创建缓存策略，采用流行度匹配的缓存策略来置换图片。5.根据权利要求4所述的基于终端无人机巡航视频数据的边缘缓存方法，其特征在于：所述流行度的计算服从Zipf决策。6.根据权利要求1所述的基于终端无人机巡航视频数据的边缘缓存方法，其特征在于：所述S6中关于终端无人机发送图片请求时的具体步骤如下：S6.1：关于边缘端有缓存该图片时直接响应，同时增加其流行度值，每间隔50帧访问一帧，流行度就增加1/50；S6.2：关于边端没有存储对应的数据时，请求云端响应，获取图片并初始化该图片的流2CN115002138A权利要求书2/2页行度，再同步其相应数据到边缘服务器。3CN115002138A说明书1/4页一种基于终端无人机巡航视频数据的边缘缓存方法技术领域[0001]本发明涉及一种基于终端无人机巡航视频数据的边缘缓存方法，属于边缘计算技术领域。背景技术[0002]边缘计算中“端设备—边缘—云”三层模型，三层均可以为应用提供资源与服务。目前，随着智能设备的高速发展，在网络的边缘会产生大量的数据，但边缘的资源是有限的，能提供的空间和服务能力也是有限的。所以，边缘缓存成为边缘计算的研究重点之一。边缘缓存可以通过