[发明专利]一种基于物联网和超高清视频技术的智能公交站牌系统

权利要求书

1.一种基于物联网和超高清视频技术的智能公交站牌系统，其特征在于，所述智能公交站牌系统包括硬件系统和软件系统，

硬件系统包括智能站牌、车载终端和云服务器；智能站牌包括交互式显示终端、4G/5G无线通信模块、适配器，车载终端包括设置在公交车上的GPS定位模块、车载4G/5G模块，云服务器在后台通过4G/5G无线通信实现智能站牌和车载终端之间的信息传送；

软件系统包括公交车动态信息系统和超高清视频播放控制系统，公交车动态信息系统提供公交车的实时位置信息和查询公交车换乘方案，超高清视频播放控制系统利用云计算技术实现超高清视频的压缩传输和多点分发播放，智能站牌通过登录云端获取视频文件，两者之间使用网络组播技术实现视频的稳定传输和播放，智能站牌之间通过点对点P2P方式充分利用4G/5G网络带宽进行视频文件共享；

XML格式的视频节目单文件包含有多个视频节目单，每个视频节目单中包含了多个视频，每个视频节目单有相应的开始播放时间、结束播放时间、视频播放间隔时间属性，设定固有模式控制视频播放的内容和顺序，由云服务器派发给智能站牌，每个智能站牌设置对应的ID号，每个视频节目文件设置不同ID号，云服务器按照视频节目文件中设置的ID号与客户端匹配，智能站牌只能有一个ID号，可以接收多个与该ID号匹配的视频节目文件，智能站牌通过解析获取视频节目文件而控制视频播放；

多点分发播放的方法如下：

采用MVC三层结构，包括表示层、业务逻辑层、数据访问层，其中业务逻辑层由客户端和服务器端两部分组成，两者之间通过Socket通信，先传送XML格式的视频节目单文件，再传送视频文件，表示层包含视频解码模块，数据访问层包含数据库访问模块和文件访问模块，分别用于读写数据库和文件存储系统；

超高清视频的摘要浓缩技术主要是将视频按内容分割成不同的段，挑选关键帧描述每段内容，并组合成摘要视频；

将镜头k里所有连续帧的CLD距离之和定义为L_k，其中CLD表示颜色布局描述符，d(i,i+1)表示第i帧和第i+1帧的距离，SH_k表示镜头k的帧集，L_k表明了镜头k的时序视觉变化总和，在镜头k中的关键帧b_k的数量与L_k成比例，定义关键帧：

其中，α表示视频摘要的压缩率，N表示原始视频的帧数，|SH|表示镜头数，b_k的定义满足视频摘要包含这个条件，特殊情况下b_k≤1表示镜头的所有的帧有同样的内容；

CAN_k表示视频摘要的镜头k的候选帧的集合，开始时设CAN_k＝SH_k，用S_k表示镜头k的视频摘要的帧，设对每个镜头k从CAN_k中迭代挑选帧f，当前镜头k的视频失真是最小的时候，就将f包含在集合S_k中；

接下来，把f从集合CAN_k中移除，并且将它添加到集合S_k中：

CAN_k＝CAN_k-{f},S_k＝S_k∪f

当镜头k的关键帧的数量变为b_k时，这个过程持续到视频摘要的关键帧数变为α·N。

2.根据权利要求1所述的基于物联网和超高清视频技术的智能公交站牌系统，其特征在于，首先将原始视频的帧图像序列化为输入向量x，则压缩信号y表示为：

Φx＝y

其中矩阵

若从y求x，由于Φx＝y的未知数N多于方程数m，是一个欠定方程组，有无穷多组解，为了从中选出最优解，采用正则化方法，引入评价函数J(·)求解优化问题(P_J)使J(s)取得最小值，

(P_J):minimizeJ(s) s.t.As＝y

其中A＝ΨΦ，Φ表示一个m×N高斯随机矩阵，Φ与Ψ相乘的结果等于A，也就是把A分解为Φ与Ψ相乘，Ψs＝x，s是x的稀疏表示；

选择J(x)＝‖s‖₀，得到最优化问题(P₀)，

(P₀):minimize‖s‖₀ s.t.As＝y

通过求解上述方程得到就可以从压缩后的信号y重建原始信号，

由于向量的s的l₀范数‖s‖₀是一个间断的、非连续的函数，其计算方法为：

定义一个连续函数来逼近此分段函数，其定义为：

当ε→0,φ₀(s_i)函数无限趋近于函数p_i，因此，选取足够小的ε，用φ₀(s_i)近似代替p_i。