陈朝武——全力打造国家级工程实验室平台，提升视频图像智能分析与应用能力，推动产业进步发展

本刊 张晓多

陈朝武

1956年出生，工学硕士，一级警监，二级研究员。公安部第一研究所原副所长。现任视频图像信息智能分析与共享应用技术国家工程实验室主任；全国安全防范报警系统标准化委员会（TC100）副主任；公安部计算机与信息处理标准化技术委员会副主任；中国智慧城市专家委员会专家；中国建筑业协会智能建筑专业委员会专家。安防行业及信息化应用领域知名专家、学术带头人。享受国务院特殊津贴。

曾主持设计并组织完成了多项国家级、部级科研项目及大、中型重要安防及信息集成应用系统工程项目。多次获得国家级、部级科技进步奖。获得几十项专利及软件著作权。她主持完成的“十一五”、“十二五”国家科技支撑计划等重大科研项目，均顺利通过验收，并应用于公安实战中。其中，《视频共享集成研判系统关键技术研究及应用》项目，依靠自主创新，成功突破了制约大规模视频联网的技术瓶颈，填补了我国《视频监控联网》技术标准的空白，于2014年获得国家科技进步二等奖。

作为第一起草人，她主持制定了多项国家和行业标准，成绩显著，2010年获国家质检总局和国家标准委颁发的“中国标准创新贡献奖”。多年担任安全防范报警领域国际标准化专家，积极参加国际标准制定工作，2008年、2011年被IEC/TC79（国际电工委员会/报警系统技术委员会）连续聘为主席特别顾问（CAG），2014年获IEC 1906奖。

近年来，随着科技发展的日新月异，人工智能和大数据已经上升成为我国的国家战略，公安视频智能分析也迎来了高速发展的新时代。为了加快推进公安视频智能分析技术和共享应用的快速发展，2016年11月15日，国家发改委正式批复成立了“视频图像信息智能分析与共享应用技术国家工程实验室”。实验室的研究和发展方向如何？它的成立和发展对行业具有怎样的意义和影响？当前我国公安视频智能分析在技术和应用的发展上存在着哪些困难？带着这些问题，我们邀请到视频图像信息智能分析与共享应用技术国家工程实验室主任陈朝武，请她为大家一一解读。

记者：请您为我们介绍一下我国公安视频智能分析的特点。当前在该领域的技术和应用上存在哪些难点？

陈朝武：总的来说，公安视频智能分析的特点是更加强调系统的可用性和实战能力。在理论研究或学术研究中，视频智能分析的算法和技术研究，一般是在比较理想的实验室条件下进行的，在一些假定和边界条件下，算法的准确率会很高。但在公安的视频分析破案实际应用中，由于和案件相关的监控视频图像的内容复杂多变，无处不在，监控采集设备的使用环境也很恶劣，无时不有，和实验室研究环境差别很大，算法的准确性往往达不到预期，鲁棒性也大大下降。公安领域的视频智能分析和实战应用，追求的是将理论与学术研究同公安实际需求相结合，让学术研究成果走出实验室，应用于监控视频中，真正解决现场应用环境适应性等技术难题。这样不断将研究成果运用到公安实践中去检验，用实际数据去检验算法和系统的实效性，反过来优化模型和算法，不断迭代优化，循环往复，才能得到真正实用的产品和系统，才能逐渐使视频智能分析真正成为服务公安工作的利器。

近几年，随着深度学习及IT等新技术的迅猛发展，视频智能分析在理论算法上已经得到了显著提升。同时，视频的广泛应用推动了视频智能分析应用的持续深入，也促进了视频智能分析方法的不断改进。当前，我国公安视频智能分析的难点主要体现在三个方面：

首先，摄像机采集端的技术难点是要适应宽动态、低照度和高清晰的要求；其次，大数据应用系统方面的难点主要在于，面对庞大的视频数据量，如何进行准确的分类及分析。视频分析是一个复杂的系统工程，不是由一个算法或一个产品单独完成的。用户认可的是整个应用系统的体验效果好，也就是说，用户在视频智能分析综合应用平台上希望能够快速找到其想要的特征内容、图片或原始视频，这就要求整个应用系统比较优秀，这其中的技术难度还是相当大的，需要继续攻坚克难；第三，市场维度的扩大和不断变化的用户需求也是视频智能分析面临的一个巨大挑战。视频的数据量实在太大了，市场和用户对信息化应用的产品，尤其是视频大数据挖掘深度的需求是随着技术的发展不断提升的，并且这种提升是无止境的。

记者：未来我国公安视频智能分析应用的发展趋势如何？同国际上相比我国的优势在哪里？推动视频智能分析技术发展的关键何在？

陈朝武：如何解决刚才提到的这些技术难点，就是公安视频智能分析应用在未来发展的走势。我国公安视频智能分析在未来将会向着解决视频实时分析、深度挖掘和探索更广泛的应用方向发展。

美国的视频分析、人工智能在人才、基础理论的研究方面有优势，算法的创新也大多在美国。美国公司，尤其是互联网公司对视频分析、人工智能等技术的研发投入和重视程度也普遍高于我国的互联网公司。我国的优势主要体现在数据上，视频监控和人工智能的技术发展对数据的依赖性较强，拥有广泛的监控视频资源和多年的安全技术防范工程建设经验是我国得天独厚的数据优势，这些数据用来训练机器学习，训练智能视频分析算法和模型，可以训练出非常有价值的结果。

大力推动视频智能分析技术的关键在于芯片的快速发展。目前，芯片的集成度越来越高，功耗越来越低，这使我们在芯片级就能做很多事情。算法模型在芯片级的实现，在未来会有一个非常强的走势。一个前端嵌入式采集设备的关键指标取决于芯片的运算能力和速度。芯片的算法、算力提升，使我们的视频智能分析能够达到实时处理，这必须通过芯片来完成。芯片技术经过多年的发展和突破，已经得到了很大的提升。有了芯片级的本质提升，就会出现产品小型化，系统的快速比对和更多的实时智能分析应用，这必将推动我国公安视频智能分析产品和系统更快的走向成熟。

智能视频一定要与行业应用紧密结合，才能形成真正有效的行业智能，才能推进智能视频应用与实体经济融合。而推进行业智能需要多方发力，包括加强基础研究，提升创新能力，突破核心技术；培育领军人才，开展应用示范；建立国家行业智能化应用服务平台等等。

快速推进行业智能视频应用，既需要人工智能视频分析技术层面的突破，也需要加快行业应用的落地；既要树标杆，也要搭平台。培育行业智能领军企业有助于在重点行业推动应用示范，而搭建国家级行业智能应用平台则有助于支持中小企业智能化。

记者：当前，实施公安大数据战略已经成为公安工作的一项“龙头工程”。作为公安大数据的一部分，视频大数据具有怎样的特点？近些年我们针对视频大数据的研究做了哪些相关工作？它的共享和应用的价值体现在哪里？

陈朝武：当前，我国各行各业都在积极推动实施大数据战略。赵克志部长强调：“要大力实施公安大数据战略，着力建设智慧公安，打造数据警务”。视频大数据作为公安大数据的重要组成部分，其特点是冗余度大。与数字、文本、音频等其他数据相比，视频数据所占数据量最大，分析技术最难，涉及技术领域最广，同时，它的共享应用内容最丰富，挖掘价值也是最大的。

对于视频大数据的研究，从“十一五”到现在，我们已经走过了十几年的历程。“十一五”期间，我们主要研究的是视频资源的汇聚，建成一个全国视频远程大规模联网应用系统，聚合视频资源是为了让大家能够够得到、用得上这些宝贵的、多年建设起来的遍布在各地各处的视频资源；“十二五”期间，我们主要致力于视频智能分析的研究，研究如何提取视频内容中的有价值信息，为视频大数据的深度挖掘共享应用做技术储备，对视频解析、测试系统和综合应用平台进行深入研究；到了“十三五”阶段，我们和业界一同进入视频大数据智能分析及深度应用新时代。由于视频技术的不断发展，人们对视频数据应用需求不断升温。对视频深度挖掘的应用研究是永无止境的，到了“十四五”大家仍然还会继续研究。

目前，我国的视频监控数据来源主要分为三类：一类是公安和政府部门掌控的重点要害部位的视频数据；一类是来自各个行业（如教育、银行、医院等）的视频数据；还有一类是社会自有或个人的视频数据资源。不同类别的视频数据因为建设部门或掌管应用的部门不同，其管理方式有很大区别。如何根据视频数据的应用需求和使用策略，建立起合理、易用的视频数据分类和多种专题应用库，以方便使用者查找使用，使用户能够更快速的得到更精准的查找目标或关注内容，这是我们追求的目标，也是视频大数据应用价值的体现。

关于视频大数据的共享和应用，我们设想，有一天，通过科研人员和广大用户的共同努力，能够实现对视频大数据更好的凝练、分析、分类、挖掘、查找，使视频数据能够像其他数据一样成为一种没有冗余度的、有价值的视频资源，呈现给用户。把有价值的视频数据以特征值或者有内容的图片等多种形式，作为有用资源提供给公安及整个社会公共安全，用以提供更好的视频数据服务，这就是我们研究视频大数据应用的科研工作者的追求。

记者：我们了解到，为了推动视频图像智能分析技术与应用的快速发展，国家发改委批复成立了“视频图像信息智能分析与共享应用技术国家工程实验室”。请您为我们介绍一下实验室的成立背景和筹建过程。

陈朝武：公共安全视频监控建设联网应用，是新形势下维护国家安全和社会稳定、预防和打击犯罪的重要手段，对于提升城乡管理水平、创新社会治理体制具有重要意义。近年来，各地大力推进视频监控系统建设，在打击犯罪、治安防范、社会管理、服务民生等方面发挥了积极作用。随着视频监控建设应用的不断深入，缺乏具有自主知识产权及安全高效的视音频编解码技术、视频图像信息智能应用水平落后、视频联网共享及视频大数据挖掘技术效能低下、视频技术及应用相关的检验、试验、性能评测标准不完善等问题日益突出，严重制约了立体化社会治安防控体系的建设和发展，迫切需要通过建设国家工程实验室，以信息化为引领，创新体制机制，深入研究视频图像信息智能分析与共享应用核心技术，着力推进科研成果转化，以确保公共安全、提升社会治安防控能力、提升人民群众的安全感和满意度。

在这样的背景下，2016年2月17日国家发展改革委办公厅和公安部办公厅共同下发了《关于请组织申报社会治安防控领域创新能力建设专项的通知》（发改办高技[2016]380号），要求在提升治安防控能力方面建立视频图像信息智能分析与共享应用技术国家工程实验室。中盾公司迅速响应，成立了申报工作组，于2016年3月28日完成了资金申请报告的报送， 4月28日通过技术答辩获得了视频国家工程实验室的入场资格。7月20日，通过了实验室的现场评估专家会的评估审核，并于11月15日，获得了发改委对实验室的最终批复。中盾公司是实验室的承建单位，共建单位为公安部第一研究所、中国科学院自动化研究所、华为技术有限公司、北京中星微电子有限公司、中山大学、杭州海康威视数字技术股份有限公司及视频图像智能分析与应用技术公安部重点实验室。

视频图像信息智能分析与共享应用技术国家工程实验室是国家级创新平台，是国家发改委和公安部共同组织实施的“社会治安防控领域创新能力建设专项”支持的项目之一。视频图像信息智能分析与共享应用技术国家工程实验室是我国在视频应用研究领域设置的最高级别实验室，是立体化社会治安防控创新网络的重要组成部分，是衔接视频基础研究和产业研发的桥梁，是国家技术创新体系的重要组成部分。

记者：实验室目前的主要研究方向有哪些？自身优势如何？

陈朝武：目前，实验室主要针对我国视频分析处理能力与爆炸式增长的视频数据量不匹配、视频图像信息综合应用效能不足等问题，围绕提升海量视频数据智能快速分析与深度应用能力的迫切需求，建设视频图像信息智能分析与共享技术应用研究平台，支撑开展前端分布式智能分析编码、复杂网络联网共享、实时视频目标检测识别及内容理解、视频大数据存储检索、业务融合视频综合应用、视频安全感知防护等技术、装备的研发和工程化。

实验室有六个主要研究方向，分别是融合智能与安全的视频编解码技术、跨源跨域视频联网共享技术、视频智能分析及应用技术、视频大数据深度分析与综合应用技术、视频监控系统安全保护技术和视频技术及应用评测技术。通过对以上六个方面的技术研究，从视频图像信息采集传输、分析存储、挖掘应用的信息流需求出发，突破多种关键技术，包括视频大数据的深度特征编码处理与价值挖掘、高通量视频流式计算分析应用、视频图像智能应用体系架构设计、视频图像分层结构化描述及智能分析、视频监控系统安全保护、图像信息联网共享、跨源跨区域视频数据汇聚与对象事件检索等技术的研发和工程化，全面提高视频图像信息智能化综合应用的能力和水平。

实验室建设团队在视频图像智能分析与共享应用技术领域，在标准编制、产品研发及测试、视频监控系统规划、设计及测评等方面积累了丰富的经验，先后获得近200项科研成果，获多项国家和公安部科技进步奖，承担了全国公安视频顶层设计，完成了视频“十一五”、“十二五”国家科技支撑计划项目，制定GB/T28181视频联网、GB/T25724 SVAC编解码以及GB/35114视频安全国家及行业标准20多项。

记者：实验室的建设目标有哪些？它的建设和发展对未来我国公安视频智能分析的技术和应用将会产生怎样的影响？

陈朝武：未来实验室将突破视频图像分层结构化描述、视频多目标检测分类、跨场景跟踪识别及行为分析、视频溯源取证及前端设备防护、跨区域视频联网共享对象事件检索、视频图像智能分析算法检测评估等方面不少于15项关键技术。实现视频编解码算法性能提升20%、智能分析算法综合性能提高15%，建立功能和性能评测图像库覆盖车型款式种类不少于3000种。主编或参与编制国家及行业标准不少于15项，申请发明专利不少于10项、软件著作权不少于20项。实验室的建设成果将会有力推动视频图像信息智能分析与共享应用领域的技术进步和产业化发展。

实验室建设发展的意义和影响在于：首先，实验室将突破我国在视频资源智能应用和共享方面的技术瓶颈，形成相关的技术手段、产品和系统，对于促进我国社会治安防控领域中视频资源的高效利用，全面提升视频图像智能应用的能力与水平具有重要意义。

其次，实验室将针对视频资源利用中的关键环节，从技术、产品、产业化等方面进行安全风险分析，开展包括技术、系统、平台、标准等方面的研究与试验攻关，有望取得一批具有自主知识产权的技术、产品、标准等，从根本上提升我国视频图像智能应用的安全水平。

第三，实验室通过对跨源跨域视频联网共享技术的研究，研制跨区域视频共享服务平台，编制共享技术规范，整合各类视频图像信息资源，可拓展政府、民众对视频图像信息的综合应用，形成公共安全视频信息综合应用支撑环境，逐步建立健全公共安全跨部门、跨地区视频图像信息采集共享服务体系，增强立体化综合防控效能，进一步提升民众在公共区域的安全感、满意度，全面提升视频共享应用服务能力。

实验室将为视频图像信息智能分析与共享应用技术研究提供研发、检验、试验、性能评测和示范实验平台；提高我国视频图像信息智能分析与共享应用技术自主创新能力，促进相关产品标准研究制定；促进视频图像信息智能分析与共享应用技术成果转化和相关产业化发展；构筑视频图像信息智能分析与共享应用领域高水平研发人才培养基地。实验室建设过程会推进AI人才培养，促进创新创业，能够培育和引进一批引领AI发展的创新人才和团队。实验室成果可应用于平安中国、智慧城市、雪亮工程、立体化社会治安防控等国家重大战略任务、重点工程，更好地为我国视频监控行业及社会治安防控领域提供技术服务。