360度视频缓存方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种360度视频缓存方法及装置。所述方法采用ST

【技术实现步骤摘要】
360度视频缓存方法及装置


[0001]本专利技术涉及虚拟现实
，尤其涉及一种360度视频缓存方法及装置。

技术介绍

[0002]作为新一代信息通信技术的关键领域，虚拟现实(VR)和增强现实(AR)提供了完全沉浸式的用户体验，目前已经在工业、军事、医疗、航天、教育、娱乐等领域形成较为广泛的探索应用，也受到研究和行业社区的关注。VR/AR技术在虚拟助理、仿真教学、城市规划等方面的应用在逐渐改变着人类与数字世界的交互方式，一些体验场馆、主题公园以其新奇的商业模式，也越来越受到市场的重视。根据思科的VisualNetworking指数，从2017年到2022年，VR/AR应用程序生成的流量将增加12倍，复合年增长率为65％。360度视频可以把用户置于完全沉浸式环境的中心，使用户看到真实场景的片段。通常，流式传输360度视频所需的带宽比传统(2D)视频所需的带宽大一个数量级。向每只眼睛提供4K流并允许完整360度观看范围的360度视频的数据速率需要大约400Mb/s，而传统4K视频的数据速率约为25Mb/s。所以，在当今的互联网上提供VR/AR360度视频流服务面临严峻的挑战：海量数据处理的高带宽、能耗要求与低交付时延。边缘缓存通过在更靠近用户的网络边缘进行缓存部署，可以有效减少带宽消耗和网络延迟。这种方法可以在远程服务器不参与的情况下满足用户对视频流的请求服务，避免向网络中注入重复流量，从而减少核心网络负载，减少网络资源浪费。并且由于缓存部署位置靠近用户，可以降低请求响应时间，进一步提高用户服务体验。
[0003]在研究面向VR/AR360度视频的最优缓存策略和缓存节点资源调度策略等网络优化问题，必须同时考虑服务提供商的成本代价和VR/AR的用户体验。如何基于用户需求进行缓存内容的准备，以及从用户角度出发，判断用户最优观影视角都是需要解决的目标。现有的优化方案大多优化目标单一，缓存位置单一，且很少考虑缓存设备的能耗问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种360度视频的缓存方法及装置，能够降低360度视频传输占用大量带宽的负面影响并降低网络延迟和设备能耗、提高网络数据处理速率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种360度视频缓存方法，包括如下步骤：
[0006]获取第一内容流行度数据，所述第一内容流行度数据为包括t时刻在内的t时刻之前第一时长的各个360度视频的内容流行度特征信息，t为正数；
[0007]将第一内容流行度数据输入训练好的内容流行度预测模型中，得到t+1时刻的各个360度视频的内容流行度；
[0008]获取第一观影视角数据，所述第一观影视角数据为包括t时刻在内的t时刻之前第一时长的各个360度视频的观影视角切片信息，t为正数；
[0009]将第一观影视角数据输入训练好的观影视角预测模型中，得到t+1时刻的各个360度视频的观影视角切片优先度；
[0010]根据t+1时刻的各个360度视频的内容流行度、t+1时刻的各个360度视频的观影视
角切片优先度输入以及预设的缓存优化算法，计算得到各个360度视频的缓存结果；
[0011]所述缓存结果包括每一360度视频在IOT设备、边缘服务器和云服务器中的缓存比例，其中，流行度越高的360度视频在IOT设备和边缘服务器中的缓存比例越高，同一360度视频中优先度越高的观影视角的数据在IOT设备和边缘服务器中的缓存比例越高。
[0012]可选地，所述360度视频的内容流行度特征信息包括：360度视频请求的历史信息、360度视频请求的时间戳、以及360度视频请求的空间信息。
[0013]可选地，t时刻第i个360度视频的观影视角切片信息为其中表示为t时刻第i个360度视频的观影视角切片的基础层，表示t时刻第i个360度视频的观影视角切片的基础层的第j个增强层，k和j均为正整数；
[0014]t+1时刻的各个360度视频的观影视角切片优先度为其中0≤y+η≤k。
[0015]可选地，所述优化缓存算法为基于马尔科夫决策和演化博弈的算法。
[0016]可选地，所述内容流行度预测模型为ST
‑
LTSM网络模型，所述观影视角预测模型为LTSM网络模型。
[0017]此外，本专利技术还提供一种360度视频缓存装置，包括：
[0018]第一获取单元，所述第一获取单元用于获取第一内容流行度数据，所述第一内容流行度数据为包括t时刻在内的t时刻之前第一时长的各个360度视频的内容流行度特征信息，t为正数；
[0019]第一预测单元，所述第一预测单元用于将第一内容流行度数据输入训练好的内容流行度预测模型中，得到t+1时刻的各个360度视频的内容流行度；
[0020]第二获取单元，所述第二获取单元用于获取第一观影视角数据，所述第一观影视角数据为包括t时刻在内的t时刻之前第一时长的各个360度视频的观影视角切片信息，t为正数；
[0021]第二预测单元，所述第二预测单元用于将第一观影视角数据输入训练好的观影视角预测模型中，得到t+1时刻的各个360度视频的观影视角切片优先度；
[0022]缓存优化单元，所述缓存优化单元用于根据t+1时刻的各个360度视频的内容流行度、t+1时刻的各个360度视频的观影视角切片优先度输入以及预设的缓存优化算法，计算得到各个360度视频的缓存结果；
[0023]所述缓存结果包括每一360度视频在IOT设备、边缘服务器和云服务器中的缓存比例，其中，流行度越高的360度视频在IOT设备和边缘服务器中的缓存比例越高，同一360度视频中优先度越高的观影视角的数据在IOT设备和边缘服务器中的缓存比例越高。
[0024]可选地，所述360度视频的内容流行度特征信息包括：360度视频请求的历史信息、360度视频请求的时间戳、以及360度视频请求的空间信息。
[0025]可选地，t时刻第i个360度视频的观影视角切片信息为其中表示为t时刻第i个360度视频的观影视角切片的基础层，表示t时刻第i个360度视频的观影视角切片的基础层的第j个增强层，k和j均为正整数；
[0026]t+1时刻的各个360度视频的观影视角切片优先度为其中0≤y+η≤k。
[0027]可选地，所述优化缓存算法为基于马尔科夫决策和演化博弈的算法。
[0028]可选地，所述内容流行度预测模型为ST
‑
LTSM网络模型，所述观影视角预测模型为LTSM网络模型。
[0029]本专利技术的有益效果：本专利技术提供一种360度视频缓存方法及装置。所述方法采用ST
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LSTM模型对360度视频内容的流行度在时空角度上进行建模以及采用LSTM模型对360度视频的观影视角在时间角度上进行建模，然后用ST
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LSTM模型和LSTM模型分别去预测360度视频内容的流行度和360度视频的观影视角，根据预测360度视频内容的流行度和360度视频的观影视角，结合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种360度视频缓存方法，其特征在于，包括如下步骤：获取第一内容流行度数据，所述第一内容流行度数据为包括t时刻在内的t时刻之前第一时长的各个360度视频的内容流行度特征信息，t为正数；将第一内容流行度数据输入训练好的内容流行度预测模型中，得到t+1时刻的各个360度视频的内容流行度；获取第一观影视角数据，所述第一观影视角数据为包括t时刻在内的t时刻之前第一时长的各个360度视频的观影视角切片信息，t为正数；将第一观影视角数据输入训练好的观影视角预测模型中，得到t+1时刻的各个360度视频的观影视角切片优先度；根据t+1时刻的各个360度视频的内容流行度、t+1时刻的各个360度视频的观影视角切片优先度输入以及预设的缓存优化算法，计算得到各个360度视频的缓存结果；所述缓存结果包括每一360度视频在IOT设备、边缘服务器和云服务器中的缓存比例，其中，流行度越高的360度视频在IOT设备和边缘服务器中的缓存比例越高，同一360度视频中优先度越高的观影视角的数据在IOT设备和边缘服务器中的缓存比例越高。2.如权利要求1所述的360度视频缓存方法，其特征在于，所述360度视频的内容流行度特征信息包括：360度视频请求的历史信息、360度视频请求的时间戳、以及360度视频请求的空间信息。3.如权利要求1所述的360度视频缓存方法，其特征在于，t时刻第i个360度视频的观影视角切片信息为其中表示为t时刻第i个360度视频的观影视角切片的基础层，表示t时刻第i个360度视频的观影视角切片的基础层的第j个增强层，k和j均为正整数；t+1时刻的各个360度视频的观影视角切片优先度为其中0≤y+η≤k。4.如权利要求1所述的360度视频缓存方法，其特征在于，所述优化缓存算法为基于马尔科夫决策和演化博弈的算法。5.如权利要求1所述的360度视频缓存方法，其特征在于，所述内容流行度预测模型为ST
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LTSM网络模型，所述观影视角预测模型为LTSM网络模型。6.一种360度视频缓存装置，其特征在于，包括：第一获取单元，所述第一获取单元用于获取第一内容流...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈坚，赵明，谭晶晶，丁翔，
申请(专利权)人：湖南正好物联网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：