浅谈AI摄像机的应用与发展

□文/朱涛 李浙伟

自从AlphaGo战胜李世石以来，人工智能已经成为当下最火热的产业。近年经过各行各业的应用探索，安防成为人工智能最先着陆的行业，人工智能也促使安防大数据时代提前到来。

AI摄像机应用分析

目前，各个行业中基于视频监控的人工智能应用已经非常广泛。在公共安全领域，人脸识别、视频结构化、行为分析等技术已经非常成熟，帮助民警预防案件、侦破案件。在交通领域，车辆大数据系统能够分析城市交通状况，促进城市交通的流畅运行，降低交通违规现象，减少城市拥堵。在零售领域，客流统计能够对客源进行采集分析，促进零售行业合理布局。在银行领域，通过视频可以分析人员的动作行为，判断人员是否存在违规行为。

人工智能技术已经逐步被市场接受，但后端智能存在硬件成本高、传输带宽压力大、受限于机房空间等缺点，已经严重影响人工智能技术的商业化。前端智能能够充分发挥摄像头的功能，在前端实现算法分析，提取结构化数据和有价值视图信息，将数据传输回云中心进行大数据分析。AI摄像机能够大幅度降低传输压力，加强数据采集能力，提供数据分析所需要的资源，提高云中心计算效率。

人工智能的应用效果取决于算法，而算法的运行与计算芯片息息相关，目前最新的AI芯片，如海思的Hi3559A、英伟达TX1，使得前端计算性能大幅度提升，在前端实现视频图像分析成为可能。以人脸识别为例，安防行业主推方案为前端抓拍、后端识别方案，由摄像机完成人脸检测、识别、抓拍，后端只需负责分析前端抓拍的小图，进行数据比对，相比于后端识别，前端识别方案可以节省至少60%的服务器成本。而在一些简单的场景下，AI摄像机不仅能进行识别抓拍，也可能将后端的识别比对服务在前端实现。在社区中，单个摄像机即可覆盖一个出入口，实现社区人员管控，简化系统部署，保证网络安全；在学校教室，采用人脸识别摄像机进行学生点名，降低系统部署成本，提高教师工作效率。

基于AI芯片的道路智慧监控，与传统的卡口相比，结合车辆检测算法、道路状况分析算法和目标分析算法，在前端不仅能够检测车辆信息的同时，而且可以对道路状况进行检测，第一时间对拥堵、违停、异常变道等道路现象做出反应。除了车辆外，道路智慧监控还能分析道路上的行人特征与非机动车辆，实现视频中人、车、非机动车分类。

AI监控摄像机对视频中的目标进行分析、提取的应用已经比较成熟，在各行业都能够落地，然而目前还存在技术问题限制AI监控摄像机深度应用。

● 应用效果受场景限制

人工智能的应用基础为视频，而视频的成像质量受环境、光照的影响较大，前端存在图像模糊、目标像素过小或者遮挡等问题，都会影响算法对视频解析的结果。在广场、景区等大场景，一般摄像机的像素不足以清晰的呈现每个目标，从而出现较为严重的漏抓现象。

● 前端承载算法单一

由于算法对于所识别目标的像素、角度要求是不同的，所以现在单个AI摄像机只能实现单一的人工智能算法。一般道路智慧监控与人脸识别摄像机的安装条件差异较大，如果要在设备间进行串用，会造成较大的误差。

● 数据相互独立

不同厂家之间的结构化数据也无法相互应用，严重影响大数据分析。即使是同一厂家，受限于前端算法单一，如果需要识别多种目标就需要有多个前端，不同的前端所分析的数据无法进行关联，从而形成系统孤岛。

未来AI摄像机的几大功能特点

随着边缘计算的提出，人工智能的算力已经开始逐步前移，摄像机作为人工智能的眼睛，作用也越来越大。未来的AI摄像机将会实现算法调度、深度智能、环境感知、自主学习的功能。

算法调度

算法调度是AI摄像机多样化应用的前提，对于同一个前端摄像机，能够采用多种人工智能算法进行视频分析。在公安、交通等行业，除了目标识别、提取外，还需要适应各种复杂场景。根据不同场景的需求，通过云中心将人工智能算法分发到前端摄像机中，使前端摄像机所能实现的功能与业务需求一致，为不同的用户提供个性化算法定制功能。

深度智能

在日常运行中，单一功能的前端摄像机所能提取的数据过于单薄，视频中有价值的信息流失过多，不利于大数据分析。未来的AI摄像机可以拥有足够的像素，清晰呈现视频中的每一个目标，而通过多种算法融合，能够对视频中的所有信息进行提取、识别、分类归档。深度智能，充分利用前端硬件条件，让前端摄像机更全面，就像人眼一样，充分理解世界。

环境感知

AI摄像机除了要分析视频信息之外，还需要感知周边环境。摄像机感知环境中的信息，与视频中分析的内容关联，将环境信息、视频信息、传感信息统一融合，让数据分析更全面。同时摄像机也会根据不同的算法调节输入视频的质量，让视频始终处于最适合分析的状态。

自主学习

AI摄像机通过感知周边环境，自主选择合适的算法对环境进行分析，同时能够预判环境中目标所产生的行为，判断不同的行为是否会造成危害。自主学习让摄像机像儿童一样，能够初步认识环境，适应环境。

近年来，云计算、大数据、深度学习等新一代技术不断发展，AI芯片性能不断提升，使得机器视觉的应用发展迅速，计算机已经和人一样，能够理解视频信息。智能化大潮经逐渐改变安防行业，除了传统的安防厂家外，互联网厂家也在涉足智能化，创业公司则从算法技术上切入人工智能领域。

结束语

AI摄像机作为智能化大潮最先商业化的产业之一，除了在公共安全、城市管理等领域外，AI摄像机也已经进入民用市场，逐步改变我们的生活。智能家居方案中，AI摄像机帮助看护老人、小孩，对闯入的陌生人报警；智慧商铺方案中，AI摄像机能够对异常行为分析报警，分析客流状况。AI摄像机已经成为人工智能落地的最主要力量。