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摄像机|视觉感知智能化，构筑领先精准视频智能

人工智能是让计算机模拟人类去看、去听和去读 。 图像、语音和文字的理解 ， 基本构成了现在的人工智能 。 实验心理学家赤瑞特拉(Treicher)的著名心理实验得出：人类感官获取信息有83%来自视觉 ， 所以在当前人工智能应用中 ， 50%以上与机器视觉有关 。 人类进入智能社会的基础是数字化 ， 万物感知是将物理世界数字化的前提 ， 65%的行业数字化信息来自于机器视觉 ， 而前端视觉感知的种类、数量和质量决定了智能化程度的高低 。
作为机器视觉的感知终端 ， 智能摄像机在5年前便已经出现 ， 与传统高清网络摄像机(IPC)不同 ， 在AI深化的智能时代 ， 前端摄像机越智能 ， 就越能适应复杂多变的环境 ， 抓住稍纵即逝的时机 ， 采集到更高质量的视频数据 。 但是受限于当时算法和芯片技术 ， 在雨天、沙尘、雾霾等不可抗拒的环境因素影响时 ， 会导致成像质量不佳;另外场景中的角度、遮挡、光线和像素等因素也会导致目标识别的准确率偏低 ， 很难将智能真正应用于实战 。 尤其是复杂场景下的视频采集一直是业界的难题 ， 比如大角度、低照度人脸抓拍、夜间低照度场景人车抓拍 ， 白天玻璃强反光下车内人脸抓拍等 。
面对这些挑战 ， 整个业界对摄像机智能化的诉求越来越高 ， 摄像机已经从以“编码”为中心的10年一代转向了以“人工智能”为核心的3~6个月一轮迭代 ， 要求摄像机内置智能算力、有开放OS、能够在线加载算法 。 让摄像机从“看得见、看得清” ， 进而能够“看得懂” 。前端视觉感知智能化 ， 提升了算力效率同时降低了反应时间 ， 进而提升了视频、图片及各种数据采集的质量和协同性 ， 有效了解决了上述各种挑战 ， 为前端“全息感知”奠定基础 。
华为机器视觉在2018年3月提出前端智能摄像机“软件定义”的理念 ， 在2020年6月主导首个软件定义摄像机国际标准 ， 推动架构及接口形成ITU-T标准 。 通过领先的前端智能架构 ， 通过AI算力加持 ， 引领在图像和智能感知优势与创新 ， 通过软件定义实现多业务多场景的智能按需使用 ， 可持续演进 。 华为摄像机以SuperColor 算力换存储、SDC OS、IoT生态仓、HoloSens Store等多项突破性创新 ， 深化视觉感知智能化 ， 提升全天候全场景的视觉数据采集的质量 ， 构筑领先精准视频智能 。
华为倡导的机器视觉前端智能化 ， 主要有以下几个方面考虑：
第一 ， 增强全天候图像质量：根据环境的照度、目标速度等变化 ， 前端AI算法实时调节摄像机ISP参数(如快门、光圈、曝光等系数) ， 输出最佳的抓拍图(去重的、保证最优姿态的图片);前端智能还可以精准地做到人脸和人体数据的关联 。 从而增强全天候的图像质量 。
【摄像机|视觉感知智能化，构筑领先精准视频智能】第二 ， 适配多样性场景：前端智能可适配复杂多场景 ， 如摄像机在不同时段、不同预置点设置不同场景化智能 ， 白天做车辆排队长度检测、事故检测、夜间做违停抓拍检测 ， 或者预置点间不同智能切换 ， 充分发挥智能化的效能 。 软件定义来消化客户个性化/场景化的算法诉求 ， 降低多样化算法交付的敞口风险 ， 提升客户智能创新的响应能力 。 如华为X/M/C/D四大系列摄像机均支持SDC OS ， 使得软件与硬件解耦 ， 通过轻量化容器技术构建面向多算法的集成框架 ， 让各算法独立运行 ， 实现算法的快速加载与在线迭代 。 同时 ， 华为推出HoloSens商城 ， 旨在聚合机器视觉生态合作伙伴 ， 为客户提供面向各行业应用场景的智能能力选择 。
第三 ， 实现ms级联动系统响应：前端智能有利于业务快速闭环和系统间联动 ， 如车路协同V2I高速运动场景 ， 视频感知的路侧信息要毫秒级实时发布给附件车辆 ， 保障通行安全 。 摄像机与补光灯、雷达、红绿灯信号检测器等外部配套设备需要毫秒级完成联动 ， 在恰当时刻曝光、针对不同区域启动精准补光 ， 与红绿灯信号检测器周期同步 ， 输出有效的取证图片 。 此外如雷球联动、枪球联动、人车道闸联动场景 ， 前端智能化更有利于保障业务的实时性 ， 大幅提升系统的响应效率 。
第四 ， 提升算力效能 ， 降低整体TCO：前端摄像机仅处理单路视频 ， 对算力制程要求比后端更低 ， 信号处理时可直接从RawData获取数据 ， 算力成本低 ， 处理效率高 。 前端智能化输出优质图片 ， 可减少后端二次解码环节 ， 专注于智能分析 。 同样算力下 ， 图片分析比视频分析的效率高10倍 。 在1000路智能分析的典配场景 ， 前端智能比后端智能的TCO节约55% 。
第五 ， 提升工程效率：前端智能化系统架构有支持多算法并行、多功能合一的优势 ， 如一个摄像机可同时支持电警、卡口、流量检测等业务能力 ， 而原来需要三个不同设备才能实现 ， 所以前端智能大大降低了工程实施的难度 ， 提升了工程效率 。
华为是软件定义摄像机理念的提出者 ， 坚定的践行者 。 在XX智慧城市建设中 ， 通过前端智能摄像机全部普及 ， 极大的提升了前端数据采集质量 ， 智能分析效率提升10倍 ， 智能可用效果提升数倍 ， 整体TCO降低50%以上 。
前端智能化已经形成产业共识 ， 业界主流厂家和用户都在积极思考、参与和拥抱 ， 华为提出了软件定义摄像机 ， 其他有的厂家已经跟进 ， 有的提出了异曲同工的“场景化智能摄像机”等 ， 形成良好的产业生态 。 而且相关的标准也逐步形成了业界共识 。
视觉感知智能化 ， 可以极大提升数据采集的质量 ， 同时降低后端数据处理的算力消耗 ， 降低整体TCO ， 同时分布式处理也提升了系统可靠性 。 视觉感知智能化 ， 从源头影响数据的产生 ， 支撑释放海量视频数据的价值 ， 构建物理世界的数字孪生 。


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