当AI赋能摄像机世界又会怎样

2018-08-09罗超

中国公共安全 2018年6期

□文/本刊记者罗超

我们的世界正在大改变，这是AI出现之后人类的共识。之于安防行业，过往监控摄像机一般被称为数字化的眼睛，无时无刻不在注视和保护社会安全，而当AI赋能之后，监控摄像机也装上了聪明的大脑，世界又将会怎么呢？

AI赋能摄像机带来的价值提升

2016年安防进入了新纪元，AI元年到来。如同2010年高清元年一般，AI之风席卷整个安防行业，渗透至各个应用场景和领域。监控摄像机是AI落地安防最普遍和最早的产品种类，那么相对于传统摄像机，AI赋能后带来的价值提升有哪些呢？

其一，让主动监控成为可能。传统监控方式一直被诟病之处在于其事中干预能力的滞后性，视频监控主要的作为成了事后取证，并不能提前预判犯罪行为或在事发时及时干预和制止。当AI监控摄像机出现后，一切有所改变。人工智能给了监控摄像头提供了能够匹配它们眼睛的大脑，让它们能够分析实时视频，而且不需要人类的干预，帮助警察和应急救助人员能够更容易地发现犯罪和事故，并且有一系列的场景用。

其二，应对公安实战所需。在当下智慧城市和雪亮工程建设，让摄像机又开始新一轮的大规模应用，但对于人口密集区域和大型会议活动时，传统摄像机能力不足，现在的公安行业除了主动监控的需求之外，快速找出人、找到人、定位人的诉求也极为明显。AI监控摄像机具备一定的深度学习技术，对视频拍摄到的人物行为作出智能分析，任何时候需要都能精确、快速地进行检索，对遏制犯罪行为和追踪犯罪分子都能起到关键效果。

其三，提升视频资源利用率。前端摄像机在AI赋能之下深度整合集成升级为一个微数据中心，集成音频采集、对讲设备、大气数据采集设备、4G、5G无线传输模块、存储设备等，同时在采集的数据上进行深度整合挖掘。

其四，商业价值的提升。随着计算机视觉技术的提升以及场景化数据，对于实现AI+多行业应用的可能性提高。获得技术赋能的监控摄像头，角色从单一的视频监控，延伸到支付、监测、识别、搜索等，还可成为各行各业的通用。摄像机产品不再只是一个视觉传感器，而是一个视觉智能处理器、可以从监控延伸到布控预警、认证鉴权、消费引导等诸多领域。此外，在商业领域AI监控摄像机能通过对目标、行为的分析，结合大数据可以做到事件的主动精确预测，为用户单位的商情提供数据。这种应用已经在智慧门店领域有所涉及，其实在今年5月刊民用摄像机主题探讨时，记者就谈及民用化的AI应用，是未来最大的潜力市场，这也利于一些二、三线监控企业在某些细分领域深耕积累后，在AI方面发力。比如深圳的亿维锐创，他们是与朗驰、黄河同时代的企业，并以网络监控发家生产摄像机，但亿维锐创最近几年一直在深耕汽车违停领域，也倚借该领域的成功登陆新三板。他们在AI监控摄像机应用从2016年底开始，让违停车辆无处可逃，更增加了交通执法的准确性和及时性。

行业刮起AI前端化大风

既然AI摄像机的价值如此之大，必然引发了诸多企业争相推出新产品。2018年安防行业刮起了前端AI风暴。

今年文安智能发布基于AI芯片的人脸识别抓拍机，产品应对复杂行业场景，准确、高效地得到目标个体或人群的人脸照片，提供高质量人脸数据，以实现跨场景高精度人脸识别结果。该产品采用文安智能自主开发的Tarsier低功耗AI模块（基于Intel Movidius芯片），通过整合其优秀的独创算法和硬件平台，在实际应用场景中有着出色的表现；地平线公司发布的嵌入式人工智能抓拍识别摄像机，该产品主要针对商业领域场景化应用，提供基于深度学习算法的人脸抓拍、特征抽取、人脸特征值比对和识别等功能。通过“算法+芯片+云”的系统架构，用户可将摄像头中一些非结构化视频数据进行处理和转化，实现多目标定位检测、多目标轨迹跟踪、多目标识别、行人属性分类等，摄像机端可支持5万人脸库级别的高性能人脸识别，实时处理1920×1080p@30fps视频，每帧中可同时对200个目标进行检测、跟踪、识别；云从科技是AI方案专家，今年也推出监控摄像机新品，该机是全球首款内置“枭龙”深度学习算法的智能摄像机，其AI性能大幅优于市场现有产品。相较于传统智能相机平均10秒的识别时间与50-500k的带宽占用，在处理同样的AI应用任务时，“枭龙”深度学习算法拥有大约50倍以上的性能优势。

在民用领域，2018年4月20日，小蚁科技将正式发布第一款采用AI的民用摄像机。该产品一经发布广获好评，将民用领域的AI应用提升到新的技术阶段，让家用的智能摄像机也能进行脑力竞争。

2018第十四届深圳文博会期间，在会展中心一号馆上海展区展台，记者接触了该产品，据了解其采用DNN人工智能深度神经网络算法。相比传统智能摄像机，相机识别距离提升30%，达到12米内有效识别；支持智能过滤光线变化、宠物乱跑等误报信息，识别准确率提升40%。除了在识别率方面的提升以外，该产品基于AI人形识别优势以及云储存的特性，实现了海量数据的快速检索。用户可以快速识别存储在云端上的有效人形数据，找“宝宝、老人等特定目标人群在一段时间内的所有监控视频、而无需在所有的视频中人工进行筛选，大大改善检索体验。此外，小蚁智能摄像机还是一款搭载语音识别功能的摄像机，用语音就可以实现开机、关机、拍照等多种功能。

对于传统安防行业的AI监控摄像机在此就不再介绍，之前的人工智能专题有所涉及，只是想表明的是，来自安防行业之外的企业都在入侵AI监控摄像机，可见其市场空间有多大。除了云从、商汤、依托、旷视等方案商与安防厂家广泛合作之外，在摄像机芯片方面，地平线、深鉴科技、寒武纪、比特大陆等公司也已布局。记者在比特大陆的一位好友告知，他们公司的芯片产品已将安防作为一个非常重要的子行业落地。至于传统安防企业如何应对竞争，其核心优势应该在于对行业化业务流程的熟悉，也与甲方建立了良性合作关系。以海康为例，2018年他们也推出了基于AI的摄像机芯片。要解释海康此举，想必主要是该企业在行业化的垂直领域深耕最为透彻，对各类用户场景化应用把握最为清楚。而AI摄像机需要结合场景化应用，其芯片也要解决具体场景问题，一旦受制于人，被动性的产品研发肯定是海康威视不愿接受的。

总之，AI摄像机之风，吹遍大江南北。

AI前端化成为主流

为什么这么多企业争相在AI前端发力，究其原因是由于前后端对比，前置化的AI产品更适合当下应用。前端化的AI监控方案，是将计算机视觉、图像分析等AI功能集成到监控摄像机中，直接对视频信息进行处理，将分析结果传送至中后端服务器。后端化方案则是由普通摄像机采集信息传送至中后端服务器，再进行AI分析汇总。 AI前端化的优势在于可以直接采集人脸、车牌等关键信息，帮助客户高效的抽取视频中的关键信息，降低系统漏抓误报错误。同时前端分析，可以减轻后端的计算压力，使得后端的优势计算资源更加集中于实施深入的分析工作。除此之外，前端方案无需将视频监控视频远程压缩传输，可以为后端服务器提供更高清、高质量的现场画面，更出色的成像效果大大提升了后端的资源利用率，节省中心部署空间，可以看出同样的投入AI前端化可以产生更大的效用。

目前，在人工智能监控摄像机也已经掌握了众多技能，如音频异常侦测，移动侦测，进入／离开区域侦测，徘徊侦测，人员聚集侦测，快速运动侦测，物品遗留／拿取侦测，停车侦测，动态分析等。例如，基于人脸识别下的前端智能摄像机就表现出另外一种更高级别应用，能从成千上万的人脸中识别出目标人物，也就是多对一或者多对多识别，识别应用精准度更高。

当前AI前端化已应用于众多领域，如公安、交通等智能需求比较迫切的场景，以下就从两个场景化应用来看AI监控摄像机的作为。

AI监控摄像机与公安实战同频共振

2013年4月15日，美国波士顿发生恐怖袭击，遭袭之后波士顿警方开始大量更换城市视频监控设备，采购了一批具备智能分析的监控产品，通过处理视频监控数据，分析出可疑点，终于在人工智能分析助力之下，半年内案件得以告破。然而该类案件也让人唏嘘，试想，如果安装了AI监控摄像机，事先观察人和车，然后将识别出的可疑点提交给警方，警方再把关该疑点并作出在线分析、研判；如果AI能力较强，还能在事先就预判。神州泰岳的AI监控摄像机与他们软件对接，通过智能摄像机扫描面部，利用基于AI的人脸识别技术进行预测分析，可以帮助警察提前预测罪犯。比如，买菜刀的人不可疑，但如果同一个人之后又同时买了一把锤子和一个袋子，那么这个人的可疑评级就会上升。提前预测犯罪主要依赖的AI技术包括行为识别及步态分析。利用这些技术可以在人群中挑选出可疑的人。目前该技术已经非常成熟，甚至可以将人们与十年前拍摄的照片相匹配，如今该公司的软件已经在国内50多个城市使用。

在业界，一种观点成为共识“公安行业被认为是人工智能最具发展潜力和市场空间的领域”。为此，以平安城市为主体的公共安全产生海量非结构化视音频数据，这些数据海量需要转换为人与计算机能够识别的结构化数据，提取诸如人脸、车辆、物品等的特征描述信息，进而应用于治安防控、反恐维稳、灾难防护、安全生产等一系列公共安全的细分场景中。这个由视频到数据的过程，就是一项需要由机器替代人来完成的复杂工作。而日益严峻的公共安全形势所催生的极为迫切、强烈的需求，正是推动图像识别这一人工智能技术分支在公安领域发展、应用的内生动力。所以，图像的识别成为了在当下AI监控摄像机在公安最为主流的功能性应用。

那么，公安应用AI监控摄像机的业务流程是什么。常规来看，公安部门借助AI摄像机的智能人脸检测技术，在城市道路、卡口、广场、人口密集区、娱乐场所及各类重点场所的人员目标的人脸识别，提取包括人的性别、戴眼镜、年龄段等特征信息。从而实现人脸的实时布控、高危人员比对、以图搜图、语义搜索等方面的业务应用。比如，AI监控摄像机的人脸布控功能通过对场景中视频的进行实时人脸采集和视频分析，并与各种人脸库提供的图片（警综、信综、出入境、人口库、追逃库、犯罪人员库等）进行实时比对。如果发现重点关注人员，将推送到公安实战平台客户端或手机终端。另外公安实战平台与全国人口库、常住人口库、居住证人口库等数据关联，实现城市地铁、机场、酒店的人脸识别系统的联动，结合前端AI监控摄像机和地图业务应用，可实现轨迹回放、告警、查询的可视化。

当然，AI监控摄像机在图像识别方面还是有所欠缺的，当下安防的人脸识别技术还处于一种非常复杂的状态的制约。实际监控场所得到的人脸图片质量不高，距离研究领域的图和LFW数据库，还相距甚远。例如，光照，姿态，表情，饰物，遮挡，运动模糊，分辨率等都影响着人脸识别的实际应用推广。已有的训练算法，或者说已有的训练数据无法表达出一个具有很强泛化能力的算法模型。未来AI监控摄像机的人脸识别模型如果需要取得突破，一方面需要更多更丰富的海量的样本数据，如各种光照，姿态，表情下的人脸图像。另一方面，深度学习模型还可以进一步优化和调整。还是以海康为例，从2006年开始研发智能技术，十多年的积累让海康研究院的深度智能算法团队在ImageNet、KITTI、MOT challenge等世界级人工智能竞赛中，多次获得第一名，取得了非常好的成绩，在基础性、前瞻性智能算法的研究方面，海康威视是走在国际的前列。同时，凭借海康威视硬件开发的能力，他们已推出全系列的深度智能产品，包括了前端深眸系列智能摄像机、后端超脑NVR、智能分析服务器等，并且在全国多地公安成功落地应用。

总之，AI监控摄像机需要紧跟公安实战。与此同时，雪亮工程的建设深入，打造立体化的治安防控体系，实现全域覆盖、全网共享、全时可用、全程可控的建设目标，AI监控摄像机也大有用武之地。英飞拓2017年中标3000路人脸布控的上海宝山雪亮工程建设项目，让该企业挣得盆满钵满。2018年上海还在武宁路长寿路路口等其他路口，落地更的基于AI监控摄像机的人脸识别项目，落地雪亮工程建设的总体推进。

AI监控摄像机在交通的多样性应用

与公安人脸识别应用对应，交通场景应用的AI监控摄像机主要是针对车的图像识别。

好几年前，很多智能交通应用的监控摄像机都宣称车牌识别率已经达到99%，但这也只是在标准卡口的视频条件下再加上一些预设条件来达到的。在针对很多简易卡口和卡口图片进行车牌定位识别时，之前较好的车牌识别也很难达到90%。但AI监控摄像机出现后，车牌识别率还真能达到99%。去年去华夏智信做专访时曾了解到，他们的出入口车牌车脸识别一体机车牌识别准确率高达99.99%，这得益于他们与海思联合开发的机器视觉加速芯片。基于该芯片，他们的产品还能够识别150多种车辆主品牌、2200多种车辆子品牌，提供更多大数据给互联网智慧停车平台,识别率高达97%以上。

具体来看，AI监控摄像机在交通应用的业务流程很简单，对摄像机所拍摄的车辆图像或者视频序列进行分析，得到每一辆汽车唯一的车牌号码，从而完成识别过程。依据这套流程，在当下AI监控摄像机的智能交通场景化应用有以下几个方面。

高速公路管理：在高速路的各个出入口安装车牌识别一体机，车辆驶入时识别车辆牌照将入口资料存入收费系统，车辆到达出口时车牌识别一体机再次识别其牌照并根据牌照信息调用入口资料，结合出入口资料实现收费管理。这种应用可以实现自动计费并可防止作弊，避免了应收款的流失。此外，AI监控摄像机对于纳入“黑名单”的车辆，例如：被通缉或挂失的车辆、欠交费车辆、未年检车辆、肇事逃逸及违章车辆等，与系统中的名单比对，一旦发现指定车辆立刻发出报警信息。

超速违章处罚：在路上设置AI监控摄像机和测速监测点，抓拍超速的车辆并识别车牌号码，将违章车辆的牌照号码及图片发往各出口；在各出口设置处罚点，摄像机与已经收到的超速车辆的号码比对，一旦号码相同即启动警示设备通知执法人员处理。与传统的超速监测方式相比，这种应用可以节省警力，降低执法人员的工作强度，而且安全、高效、隐蔽，司机需时刻提醒自己不能超速，极大地减少了因超速引发的事故。

牌照号码自动登记：交通监管部门每天都要处理大量的违章车辆图片，一般由人工辨识车牌号码再输入管理系统，这种方式工作量大、容易疲劳误判。采用AI监控摄像机的自动识别可以减少工作强度能够大幅度提高处理速度和效率。这种功能可用于电子警察系统、道路监控系统等。

计算车辆旅行时间：在交通管理系统中可以将车辆在某条道路的平均旅行时间作为判断该道路拥堵状况的一个参数。AI监控摄像机安装于道路的起止点，识读所有通过车辆并将牌照号码传回交通指挥中心，指挥中心的管理系统根据这些结果就可计算出车辆平均旅行时间。

停车场出入口管理智能化：将AI监控摄像机安装于出入口，记录车辆的牌照号码、出入时间，并与自动门、栏杆机的控制设备结合，实现车辆的自动管理。应用于停车场可以实现自动计时收费，也可以自动计算可用车位数量并给出提示，实现停车收费自动管理节省人力、提高效率。应用于智能小区可以自动判别驶入车辆是否属于本小区，对非内部车辆实现自动计时收费。在一些单位这种应用还可以同车辆调度系统相结合，自动地、客观地记录本单位车辆的出车情况。

在交通，AI监控摄像机随着业务多样性，其功能也在丰富多样满足交通部门管理所需。大华去年就重磅推出了用于交通的“慧”系列深度学习摄像机，精辟总结该机亮点是：高性能、强算力；高性能、强算力；多融合、深感知。

以上是AI监控摄像机在公安和交通行业应用的分析，其实除去这两个专业用户，很多民用和商用都可以用到AI监控摄像机来变局。举例来看，在之前提到的智慧门店，AI监控摄像机能实现客流统计、会员识别、热区分析、远程巡店；在智慧物流，实现客流统计、刷脸支付、会员识别、维修记录，这种支付方式快速安全、还掌控客流数据，实现远程巡柜；在智慧医院，对黄牛和医托进行识别，规范医院挂号排队制度，节约病患就诊时间；在出租屋场景中，感应卡片/钥匙易丢失易复制、不良分子容易进入出租屋造成威胁，AI监控摄像机以人脸识别，将危险隔绝在出租屋外。