當(dāng)前視頻傳感器已無處不在,視頻監(jiān)控作為遍布城市的視覺傳感器,在倡導(dǎo)萬物互聯(lián)的新時(shí)代,將發(fā)揮更大的作用。
新一代的視頻物聯(lián)網(wǎng)多數(shù)由智能化的視覺傳感器組成,這些視覺傳感器主要具有相對(duì)完善的圖像/視頻獲取功能;圖像/視頻數(shù)據(jù)具有直觀的特性,適合人機(jī)交互,機(jī)器識(shí)別難度高。一般而言,新型的視覺傳感器還可以安裝嵌入式視頻分析功能,以滿足便攜式視頻監(jiān)控等設(shè)備在邊緣端即可展開智能分析的應(yīng)用。
可以說視頻監(jiān)控是無處不在的視頻物聯(lián)網(wǎng)案例,它廣泛應(yīng)用在安全城市、智慧交通、物流倉儲(chǔ)、智能家居等領(lǐng)域。這之中最關(guān)鍵的是超大規(guī)模數(shù)據(jù)量,而且是非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。 大數(shù)據(jù)如果沒有結(jié)構(gòu)化就沒有太大的數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值。要把數(shù)據(jù)收集起來最關(guān)鍵的是聯(lián)網(wǎng),而且要智能化的聯(lián)網(wǎng)。傳統(tǒng)的視覺傳感器通常為單一應(yīng)用設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)存於本地,而聯(lián)網(wǎng)之后的視覺傳感器數(shù)據(jù),其應(yīng)用價(jià)值將直接翻倍。
但是視頻大數(shù)據(jù)的大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)傳輸是一個(gè)十分具有挑戰(zhàn)性的任務(wù),新一代視頻物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)需要在在線數(shù)據(jù)處理、智能化緩存和高效傳輸之間取得平衡。
目前業(yè)內(nèi)圍繞著新一代視頻物聯(lián)網(wǎng)在智能化聯(lián)網(wǎng)方面的設(shè)計(jì)思路主要集中在以下幾個(gè)方面:
1)無處不在的無線接入系統(tǒng),比如WiFi、 5G移動(dòng)通信、藍(lán)牙等;
2)大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)的云計(jì)算平臺(tái),從而為視頻大數(shù)據(jù)的云端處理提供方便;
3)邊緣計(jì)算和霧計(jì)算這一類下一代網(wǎng)絡(luò)計(jì)算新架構(gòu)也將為視頻物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)提供了可能性。
視頻物聯(lián)網(wǎng)四大典型特征
就當(dāng)前的城市基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀而言,視頻物聯(lián)網(wǎng)主要擁有四大典型特征,包括:
1、無處不在的物聯(lián)網(wǎng)感知 – 從傳統(tǒng)的標(biāo)量感知到新型的多媒體感知; 從傳統(tǒng)的簡單感知到嵌入式“感知+處理”。
2、空時(shí)動(dòng)態(tài)的物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)功能 – 從空間分布的傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)部署到空時(shí)動(dòng)態(tài)分布的視頻物聯(lián)網(wǎng)寬帶聯(lián)網(wǎng)。
3、視頻物聯(lián)網(wǎng)的全天候數(shù)據(jù)產(chǎn)生 – 高性能處理能力的需求需要覆蓋物聯(lián)網(wǎng)全鏈路: 邊緣計(jì)算,霧計(jì)算,和云計(jì)算。
4、破解支離破碎的信息孤島困境 – 促使視頻物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)在不同物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)之間流暢共享以取得真正全局視野。
視頻物聯(lián)網(wǎng)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)
從產(chǎn)品研究設(shè)計(jì)的角度而言,為了應(yīng)對(duì)未來市場應(yīng)用需求的快速升級(jí)迭代,視頻物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)然也面臨著一些技術(shù)挑戰(zhàn),主要包括:
1、感知前端嵌入式視覺數(shù)據(jù)處理至關(guān)重要,并需要與前端存儲(chǔ)部件,聯(lián)網(wǎng)鏈接,和各級(jí)的能耗效率設(shè)計(jì)聯(lián)合優(yōu)化。
2、可靠和自適應(yīng)的視頻物聯(lián)網(wǎng)通訊鏈接能力才可以保證圖像/視頻數(shù)據(jù)在聯(lián)網(wǎng)的大環(huán)境下充分得到應(yīng)用 。
3、視頻數(shù)據(jù)壓縮和視頻數(shù)據(jù)分析的集成平臺(tái)設(shè)計(jì)才能夠提供有效的基于視頻物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的有效搜索和檢索。
4、網(wǎng)絡(luò)安全和個(gè)人隱私的恰當(dāng)平衡才能保障直觀敏感的視覺傳感器數(shù)據(jù)的共享和分布式處理。
5、建立視頻物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)是最后的關(guān)鍵,是破解信息孤島現(xiàn)象以達(dá)到全系統(tǒng)優(yōu)化的必要條件。
總結(jié)與展望
1、與AI和5G一起,視頻物聯(lián)網(wǎng)正在闊步向我們走來
日益增強(qiáng)的視覺傳感器AI數(shù)據(jù)分析和聯(lián)網(wǎng)能力,即智能化前端、高帶寬低延時(shí)聯(lián)網(wǎng)、全局優(yōu)化的集成將讓視頻物聯(lián)網(wǎng)更加成熟。
2、物理基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)可以基本上滿足視頻物聯(lián)網(wǎng)的需求
新一代5G的mMTC應(yīng)用場景可以滿足視頻物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)和云霧端計(jì)算與通信集成的獨(dú)特需求。
3、視頻物聯(lián)網(wǎng)將覆蓋從小規(guī)模個(gè)人應(yīng)用到大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用以及城市應(yīng)用的廣泛應(yīng)用場景。
個(gè)人和群體的醫(yī)療健康監(jiān)控、智能手機(jī)和無人機(jī)的普及、智能交通與智慧城市的應(yīng)用、機(jī)器人與環(huán)境和人類交互,工業(yè)4.0的制造業(yè)自動(dòng)化。
※本文根據(jù)鵬城實(shí)驗(yàn)室副主任、香港中文大學(xué)(深圳)校長講座教授、IEEE Fellow陳長汶關(guān)于《視頻物聯(lián)網(wǎng): 新一代智能化物聯(lián)網(wǎng)》的主題演講整理。