CN117640980B - 一种基于数据处理的视频调度系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及视频调度领域,提供一种基于数据处理的视频调度系统及方法,包括中央调度系统获取第一视频图像的动态画面的第一颜色分布特征;中央调度系统将所述第一视频采集终端的第一位置信息以及所述第一颜色分布特征广播至所述若干视频采集终端;第二视频采集终端在收到广播后,获取自己的动态画面的第二颜色分布特征,比较自己的第二位置信息与所述第一位置信息,当第一位置信息与第二位置信息满足第一条件,并且第二颜色分布特征与第一颜色分布特征相似度大于第一阈值时,将自己的视频图像推送至所述中央调度系统。通过上述方案可以提高视频调度的关联性同时减少硬件要求。
Description
技术领域
本发明涉及视频调度领域,具体而言涉及一种基于数据处理的视频调度系统及方法。
背景技术
视频调度系统是一种通过集成视频监控、通信和数据处理等技术的系统,用于实时监控、调度和管理各类资源。这种系统通常用于应急响应、安全管理、交通管理、城市运营等领域,以提高资源利用效率、加强对事件的监控和响应能力。
视频调度系统通常包括一个集中的控制中心,由调度员使用,用于监控各个监控点、响应事件、协调资源并进行决策。
如图1所示,调度中心通常包括一个显示大屏,用于显示用户当前正在关注的视频终端的传回数据。在显示大屏附近包括几个小屏,显示其它视频终端的视频图像。现有技术中,通常视频采集终端的数量非常多,用户需要手动查看各视频采集终端的画面,并设置哪些画面显示于大屏,哪些画面显示于小屏,导致操作繁琐。
现有技术中有视频采集终端主动进行事件上报的方案,如视频采集终端检测到有火灾、人物移动等事件后将采集的画面主动推送至调度中心,但此类推送需要用户手动设置关心的事件,并且经常会收到与当前用户正关注的内容无关的信息,导致小屏显示的内容复杂、无序。另外,视频采集终端对视频内的事件进行检测时,通常使用机器学习等手段,对硬件要求高,导致视频终端的成本提高。
发明内容
为了解决现有技术中的问题,本发明提供一种基于数据处理的视频调度系统及方法。
在本发明的一个方面,提供一种基于数据处理的视频调度系统,所述视频调度系统包括中央调度系统以及若干视频采集终端;所述若干视频采集终端与所述中央调度系统通信连接;所述中央调度系统包括第一显示界面,第一显示界面显示第一视频采集终端的第一视频图像;所述中央调度系统获取第一视频图像的第一背景图像,将所述第一视频图像减去所述第一背景图像,得到第一动态画面;处理所述第一动态画面,得到所述第一动态画面的第一颜色分布特征;所述中央调度系统将所述第一视频采集终端的第一位置信息以及所述第一颜色分布特征广播至所述若干视频采集终端;第二视频采集终端在收到广播后,获取自己的第二视频图像以及第二背景图像,将所述第二视频图像减去所述第二背景图像,得到第二动态画面;处理所述第二动态画面,得到第二动态画面的第二颜色分布特征;所述第二视频采集终端比较自己的第二位置信息与所述第一位置信息,当第一位置信息与第二位置信息满足第一条件,并且第二颜色分布特征与第一颜色分布特征相似度大于第一阈值时,将自己的视频图像推送至所述中央调度系统;所述中央调度系统在所述第一显示界面附近包括若干第二显示界面,所述第二显示界面面面积小于所述第一显示界面面积,所述中央调度系统在收到所述第二视频采集终端的推送后,将所述第二视频显示于所述若干第二显示界面中的一个中。
进一步地,将第一视频图像减去第一背景图像具体包括:假设第一视频图像表示为Ivideo,第一背景图像表示为Ibackground,那么得到的第一动态画面Idynamic的计算表示为:
Idynamic(x,y)=|Ivideo(x,y)-Ibackground(x,y)|
其中,x,y分别表示图像中的像素坐标,∣∣表示取绝对值。
进一步地,处理所述第一动态画面,得到所述第一动态画面的第一颜色分布特征包括:
将图像从RGB颜色空间转换为HSV,将色相值划分为N个区间,用hi表示第i个区间的起始值,对于每个像素的色相值H,找到它所在的区间i,使得hi<=H<hi+1,对每个区间进行计数,表示为
其中hist_hue[i]表示第i个区间的计数,HSV_image[:;:;0]表示遍历动态画面中的所有色相点,每个区间得到一个计数值之后即得到动态画面的颜色分布特征,表示为
[hist_hue[0],hist_hue[1],hist_hue[2],…hist_hue[N-1]]。
进一步地,第一条件为物理距离小于预设值或同一预设行政区域。
进一步地,所述中央调度系统收到第二终端的推送后,根据第二颜色分布特征与第一颜色分布特征相似度对第二显示界面的视频进行排序,相似度大的排序靠前。
本发明另一方面还公开一种基于数据处理的视频调度方法,所述方法应用于视频调度系统:所述视频调度系统包括中央调度系统以及若干视频采集终端;所述若干视频采集终端与所述中央调度系统通信连接;所述中央调度系统包括第一显示界面,第一显示界面显示第一视频采集终端的第一视频图像;所述中央调度系统获取第一视频图像的第一背景图像,将所述第一视频图像减去所述第一背景图像,得到第一动态画面;处理所述第一动态画面,得到所述第一动态画面的第一颜色分布特征;所述中央调度系统将所述第一视频采集终端的第一位置信息以及所述第一颜色分布特征广播至所述若干视频采集终端;第二视频采集终端在收到广播后,获取自己的第二视频图像以及第二背景图像,将所述第二视频图像减去所述第二背景图像,得到第二动态画面;处理所述第二动态画面,得到第二动态画面的第二颜色分布特征;所述第二视频采集终端比较自己的第二位置信息与所述第一位置信息,当第一位置信息与第二位置信息满足第一条件,并且第二颜色分布特征与第一颜色分布特征相似度大于第一阈值时,将自己的视频图像推送至所述中央调度系统;所述中央调度系统在所述第一显示界面附近包括若干第二显示界面,所述第二显示界面面面积小于所述第一显示界面面积,所述中央调度系统在收到所述第二视频采集终端的推送后,将所述第二视频显示于所述若干第二显示界面中的一个中。
进一步地,在于将第一视频图像减去第一背景图像具体包括:假设第一视频图像表示为Ivideo,第一背景图像表示为Ibackground,那么得到的第一动态画面Idynamic的计算表示为:
Idynamic(x,y)=|Ivideo(x,y)-Ibackground(x,y)|
其中,x,y分别表示图像中的像素坐标,∣∣表示取绝对值。
进一步地,处理所述第一动态画面,得到所述第一动态画面的第一颜色分布特征包括:
将图像从RGB颜色空间转换为HSV,将色相值划分为N个区间,用hi表示第i个区间的起始值,对于每个像素的色相值H,找到它所在的区间i,使得hi<=H<hi+1,对每个区间进行计数,表示为
其中hist_hue[i]表示第i个区间的计数,HSV_image[:;:;0]表示遍历动态画面中的所有色相点,每个区间得到一个计数值之后即得到动态画面的颜色分布特征,表示为
[hist_hue[0],hist_hue[1],hist_hue[2],…hist_hue[N-1]]。
进一步地,第一条件为物理距离小于预设值或同一预设行政区域。
进一步地,所述中央调度系统收到第二终端的推送后,根据第二颜色分布特征与第一颜色分布特征相似度对第二显示界面的视频进行排序,相似度大的排序靠前。
本发明通过上述技术方案,可以产生如下有益效果:
中央调度系统将关心的事件下发给其它采集终端,由视频采集终端主动上报事件,从而减少中央调度系统的带宽要求并且降低硬件需求。视频采集终端通过简单的方法计算动态画面的颜色分布,同时结合地理位置信息,将用户关心的位置以及类似的事件推送至中央调度系统提高了事件的关联度,大大减少调度员的手动操作。。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中的视频调度系统界面;
图2是本发明系统示意图。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对发明做出优选的描述。
本实施例通过如下步骤解决上述问题:
在一个实施例中,参考图2,本发明提供一种基于数据处理的视频调度系统,具体包括:
所述视频调度系统包括中央调度系统以及若干视频采集终端;所述若干视频采集终端与所述中央调度系统通信连接。
中央调度系统用于监控和管理整个系统。调度中心由调度员操作,他们可以通过图形用户界面(GUI)查看视频流、地图信息和其他关键数据,同时进行实时的通信和决策。
视频采集终端是安装在监控区域的设备,通常包括摄像头和其他视频采集设备。这些设备捕捉现场的实时视频流,并将其传输到中央调度系统。
视频采集终端与中央调度系统通信连接,可以是有线或无线连接,只要视频采集终端能够与中央调度系统之间进行双向通信即可。视频采集终端捕获实时数据,将其传输到中央调度系统,中央调度系统进行处理和分析,调度员在调度中心根据得到的信息进行监控、决策和资源调度。
系统中视频采集终端的数量本实施例不做具体的限定,但当本实施例应用于采集终端数量较多的场景时技术效果更为明显。
所述中央调度系统包括第一显示界面,第一显示界面显示第一视频采集终端的第一视频图像。
如图1所示,调度中心通常包括了一个大的显示界面,用于显示当前调度员正关心的事件。例如,某地正发生火灾,调度员在第一显示界面调度出火灾现场的,第一视频采集终端的第一视频图像,显示于大屏上,为了能更全面地了解火灾现场的情况,还可将其它与之相关的其它视频采集终端的视频图像显示于第一显示界面的附近,调度员可以自由更换显示于大屏的画面。
现有技术中通常通过调度员手动选择第一显示界面大屏画面以及位于第二显示界面中的小画面,然而当视频采集终端数量非常多时,此类操作很麻烦,而且容易漏掉重要的视频画面,不利于实时了解关注事件周围的全部图像。
所述中央调度系统获取第一视频图像的第一背景图像,将所述第一视频图像减去所述第一背景图像,得到第一动态画面;处理所述第一动态画面,得到所述第一动态画面的第一颜色分布特征。
获取第一视频图像的第一背景图像是为了建立场景的背景,通常在系统启动时或者在特定时间点采集到的图像被认为是静态的背景,也可是当连续一段时间画面没有变动,则认为没有变动的画面是静态的背景图像。这个背景图像可以用于后续步骤中与实时采集的视频图像进行比较。
中央调度系统获取第一视频图像的第一背景图像,可以是第一采集终端将视频信息传输给中央调度系统之后,由中央调度系统计算得到。也可以是由第一采集终端自己在获取视频时,由第一采集终端自己确定,并传输给中央调度系统。
将第一视频图像减去第一背景图像可以通过逐像素的减法操作实现。假设第一视频图像表示为
Ivideo,第一背景图像表示为Ibackground,那么得到的第一动态画面Idynamic的计算可以表示为:
Idynamic(x,y)=|Ivideo(x,y)-Ibackground(x,y)|
其中,x,y分别表示图像中的像素坐标。这个公式表示在每个像素位置上,取视频图像和背景图像对应位置像素值的差的绝对值。∣∣表示取绝对值,这样的操作可以突出场景中的变化,因为背景通常被认为是相对静态的,而目标或其他引起变化的因素将会在第一动态画面中显现出来。
进一步地,动态画面中包括了事件的主要图像素材,因此先进行色空间转换,将图像从RGB颜色空间转换为HSV。
将色相值划分为N个区间,这里用hi表示第i个区间的起始值,对于每个像素的色相值H,找到它所在的区间i,使得hi<=H<hi+1。对每个区间进行计数,表示为
其中hist_hue[i]表示第i个区间的计数,HSV_image[:;:;0]表示遍历动态画面中的所有色相点。
每个区间得到一个计数值之后即得到动态画面的颜色分布特征,可以表示为
[hist_hue[0],hist_hue[1],hist_hue[2],…hist_hue[N-1]]
由于本实施例将视频画面的背景去除,因此剩下的动态画面的颜色分布可以从一定的程度上反应当前动态画面的事件分类。例如,如果是火灾事件,去掉背景后则画面中会有较多的火焰、浓烟色调,颜色分布特征中某一些色相较突出;如果是人群聚集事件,人群衣服颜色多样化,则动态画面中的颜色分布更均匀,颜色分布特征相对平滑。根据上述原理,可以将视频画面的事件类似进行粗略的分类。
所述中央调度系统将所述第一视频采集终端的第一位置信息以及所述第一颜色分布特征广播至所述若干视频采集终端。
如果在中央调度系统中处理视频需要很高的带宽以及很高的算力,其中,需要实时并行地将全部采集终端的视频数据传输至中央调度系数,需要实时地分析全部采集终端的画面;本实施例将视频处理的过程下放至采集终端。
为了让采集终端了解到调度员正在关心的事件,中央调度系统将第一视频采集终端的位置信息和第一颜色分布特征封装成一个数据包或消息。中央调度系统通过广播或其他通信手段向所有视频采集终端发送封装好的消息。每个视频采集终端监听广播信道,一旦收到消息,就解析消息并保存在自己本地,以进行后续的分析。
第二视频采集终端在收到广播后,获取自己的第二视频图像以及第二背景图像,将所述第二视频图像减去所述第二背景图像,得到第二动态画面;处理所述第二动态画面,得到第二动态画面的第二颜色分布特征。
第二视频采集终端在收到广播后,即了解到目前调度员正关心哪一个事件。此时第二视频终端与中央处理器采用类似的处理,获取第二动态画面的第二颜色分布特征,获取第二动态画面的第二颜色分布特征的具体方案与中央调度系统的一致,中央调度系统中进行颜色分析特征计算的全部方案均可完全应用于第二视频采集终端。
根据前述的描述,进行颜色分析特征计算不涉及复杂的计算也不涉及人智能模型,因此对硬件要求及低,大大减少视频采集终端的硬件成本。
所述第二视频采集终端比较自己的第二位置信息与所述第一位置信息,当第一位置信息与第二位置信息满足第一条件,并且第二颜色分布特征与第一颜色分布特征相似度大于第一阈值时,将自己的视频图像推送至所述中央调度系统。
由于用户关心的事件通常是在一个区域,如人群聚集事件可是一条街,火灾事件可能集中于一栋楼,为了提高匹配的效率,第二视频采集终端首先比较自己的第二位置信息与第一位置信息,当第一位置信息与第二位置信息满足第一条件时认为第一、二终端位于同一个事件区域。这里第一条件可以是物理距离小于预设值,如火灾事件,只需要获取第一采集终端周围的其它终端的视频。第一条件也可以是位于同一行政区域,如人群聚集事件,只需要获取与第一采集终端同一条街上的其它采集终端的视频。
进一步地,第一条件可以由调度员进行设定并发送至第二视频采集终端。如调度员在GUI界面上选择推送同一条街或附近的其它终端的视频。
根据前面的分析,动态画面的颜色分布可以从一定的程度上反应当前动态画面的事件分类为了进一步提高推送的准确性,计算第二颜色分布特征与第一颜色分布特征相似度,当第二颜色分布特征与第一颜色分布特征相似度大于一定的预设值时认为第二终端拍摄到的事件与第一终端的相似。例如,第一视频采集终端附近有多个其它视频采集终端,当第一视频采集终端拍摄到的是火灾事件时,由于角度问题,附近的其它多个视频采集终端只有部分终端能够拍摄到相同的火灾事件,则同时拍摄到火灾事件的两个视频采集终端的动态画面中都包括了火、烟等色相,两者的相似度更大,则可以认为第二视频采集终端拍摄到了与第二视频采集终端相同的事件,并且是从不同角度拍摄的,很可能是用户关心的相关视频。
第二终端将自己的视频图像推送至所述中央调度系统,中央调度系统需要与第二终端直连,可以避免中央调度系统同时获取全部视频采集终端视频数据,从而可以大大节省带宽资源。
所述中央调度系统在所述第一显示界面附近包括若干第二显示界面,所述第二显示界面面面积小于所述第一显示界面面积,所述中央调度系统在收到所述第二终端的推送后,将所述第二视频显示于所述若干第二显示界面中的一个中。
中央调度系统在第一显示界面附近包括多个第二显示界面,并且第二显示界面的面积小于第一显示界面的面积。当中央调度系统收到第二终端的推送后,它会将第二视频显示于多个第二显示界面中的一个中,从而界面上显示的都是用户关心的事件的画面,从而方便调度员进行调度。
进一步地,所述中央调度系统收到第二终端的推送后,根据第二颜色分布特征与第一颜色分布特征相似度对第二显示界面的视频进行排序,相似度大的排序靠前。
通过上述的技术方案,中央调度系统将关心的事件下发给其它采集终端,由视频采集终端主动上报事件,从而减少中央调度系统的带宽要求并且降低硬件需求。视频采集终端通过简单的方法计算动态画面的颜色分布,同时地理位置信息,将用户关心的位置以及类似的事件推送至中央调度系统提高了事件的关联度,大大减少调度员的手动操作。
另一方面,本发明还提供一种基于数据处理的视频调度方法,其特征在于所述方法应用于视频调度系统:
所述视频调度系统包括中央调度系统以及若干视频采集终端;
所述若干视频采集终端与所述中央调度系统通信连接;
所述中央调度系统包括第一显示界面,第一显示界面显示第一视频采集终端的第一视频图像;
所述中央调度系统获取第一视频图像的第一背景图像,将所述第一视频图像减去所述第一背景图像,得到第一动态画面;处理所述第一动态画面,得到所述第一动态画面的第一颜色分布特征;
所述中央调度系统将所述第一视频采集终端的第一位置信息以及所述第一颜色分布特征广播至所述若干视频采集终端;
第二视频采集终端在收到广播后,获取自己的第二视频图像以及第二背景图像,将所述第二视频图像减去所述第二背景图像,得到第二动态画面;处理所述第二动态画面,得到第二动态画面的第二颜色分布特征;
所述第二视频采集终端比较自己的第二位置信息与所述第一位置信息,当第一位置信息与第二位置信息满足第一条件,并且第二颜色分布特征与第一颜色分布特征相似度大于第一阈值时,将自己的视频图像推送至所述中央调度系统;
所述中央调度系统在所述第一显示界面附近包括若干第二显示界面,所述第二显示界面面面积小于所述第一显示界面面积,所述中央调度系统在收到所述第二视频采集终端的推送后,将所述第二视频显示于所述若干第二显示界面中的一个中。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于数据处理的视频调度系统,其特征在于:
所述视频调度系统包括中央调度系统以及若干视频采集终端;
所述若干视频采集终端与所述中央调度系统通信连接;
所述中央调度系统包括第一显示界面,第一显示界面显示第一视频采集终端的第一视频图像;
所述中央调度系统获取第一视频图像的第一背景图像,将所述第一视频图像减去所述第一背景图像,得到第一动态画面;处理所述第一动态画面,得到所述第一动态画面的第一颜色分布特征;
所述中央调度系统将所述第一视频采集终端的第一位置信息以及所述第一颜色分布特征广播至所述若干视频采集终端;
第二视频采集终端在收到广播后,获取自己的第二视频图像以及第二背景图像,将所述第二视频图像减去所述第二背景图像,得到第二动态画面;处理所述第二动态画面,得到第二动态画面的第二颜色分布特征;
所述第二视频采集终端比较自己的第二位置信息与所述第一位置信息,当第一位置信息与第二位置信息满足第一条件,并且第二颜色分布特征与第一颜色分布特征相似度大于第一阈值时,将自己的视频图像推送至所述中央调度系统;所述中央调度系统在所述第一显示界面附近包括若干第二显示界面,所述第二显示界面面积小于所述第一显示界面面积,所述中央调度系统在收到所述第二视频采集终端的推送后,将所述第二视频显示于所述若干第二显示界面中的一个中。
2.根据权利要求1所述的一种基于数据处理的视频调度系统,其特征在于将第一视频图像减去第一背景图像具体包括:假设第一视频图像表示为Ivideo,第一背景图像表示为Ibackground,那么得到的第一动态画面Idynamic的计算表示为:
Idynamic(x,y)=|Ivideo(x,y)-Ibackground(x,y)|
其中,x,y分别表示图像中的像素坐标,∣∣表示取绝对值。
3.根据权利要求1所述的一种基于数据处理的视频调度系统,其特征在于处理所述第一动态画面,得到所述第一动态画面的第一颜色分布特征包括:
将图像从RGB颜色空间转换为HSV,将色相值划分为N个区间,用hi表示第i个区间的起始值,对于每个像素的色相值H,找到它所在的区间i,使得hi<=H<hi+1,对每个区间进行计数,表示为
其中hist_hue[i]表示第i个区间的计数,表示遍历动态画面中的所有色相点,每个区间得到一个计数值之后即得到动态画面的颜色分布特征,表示为[hist_hue[0],hist_hue[1],hist_hue[2],…hist_hue[N-1]]。
4.根据权利要求1所述的一种基于数据处理的视频调度系统,其特征在于所述第一条件为物理距离小于预设值或同一预设行政区域。
5.根据权利要求1所述的一种基于数据处理的视频调度系统,其特征在于:所述中央调度系统收到第二视频采集终端的推送后,根据第二颜色分布特征与第一颜色分布特征相似度对第二显示界面的视频进行排序,相似度大的排序靠前。
6.一种基于数据处理的视频调度方法,其特征在于所述方法应用于视频调度系统:
所述视频调度系统包括中央调度系统以及若干视频采集终端;
所述若干视频采集终端与所述中央调度系统通信连接;
所述中央调度系统包括第一显示界面,第一显示界面显示第一视频采集终端的第一视频图像;
所述中央调度系统获取第一视频图像的第一背景图像,将所述第一视频图像减去所述第一背景图像,得到第一动态画面;处理所述第一动态画面,得到所述第一动态画面的第一颜色分布特征;
所述中央调度系统将所述第一视频采集终端的第一位置信息以及所述第一颜色分布特征广播至所述若干视频采集终端;
第二视频采集终端在收到广播后,获取自己的第二视频图像以及第二背景图像,将所述第二视频图像减去所述第二背景图像,得到第二动态画面;处理所述第二动态画面,得到第二动态画面的第二颜色分布特征;
所述第二视频采集终端比较自己的第二位置信息与所述第一位置信息,当第一位置信息与第二位置信息满足第一条件,并且第二颜色分布特征与第一颜色分布特征相似度大于第一阈值时,将自己的视频图像推送至所述中央调度系统;所述中央调度系统在所述第一显示界面附近包括若干第二显示界面,所述第二显示界面面积小于所述第一显示界面面积,所述中央调度系统在收到所述第二视频采集终端的推送后,将所述第二视频显示于所述若干第二显示界面中的一个中。
7.根据权利要求6所述的一种基于数据处理的视频调度方法,其特征在于将第一视频图像减去第一背景图像具体包括:假设第一视频图像表示为Ivideo,第一背景图像表示为Ibackground,那么得到的第一动态画面Idynamic的计算表示为:
Idynamic(x,y)=|Ivideo(x,y)-Ibackground(x,y)|
其中,x,y分别表示图像中的像素坐标,∣∣表示取绝对值。
8.根据权利要求6所述的一种基于数据处理的视频调度方法,其特征在于处理所述第一动态画面,得到所述第一动态画面的第一颜色分布特征包括:
将图像从RGB颜色空间转换为HSV,将色相值划分为N个区间,用hi表示第i个区间的起始值,对于每个像素的色相值H,找到它所在的区间i,使得hi<=H<hi+1,对每个区间进行计数,表示为
其中hist_hue[i]表示第i个区间的计数,表示遍历动态画面中的所有色相点,每个区间得到一个计数值之后即得到动态画面的颜色分布特征,表示为
[hist_hue[0],hist_hue[1],hist_hue[2],…hist_hue[N-1]]。
9.根据权利要求6所述的一种基于数据处理的视频调度方法,其特征在于所述第一条件为物理距离小于预设值或同一预设行政区域。
10.根据权利要求6所述的一种基于数据处理的视频调度方法,其特征在于:所述中央调度系统收到第二视频采集终端的推送后,根据第二颜色分布特征与第一颜色分布特征相似度对第二显示界面的视频进行排序,相似度大的排序靠前。
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