過去兩個(gè)月，雷鋒網(wǎng)AI掘金志陸續(xù)采訪了大華股份總裁李柯、宇視總裁張鵬國(guó)、海康威視高級(jí)副總裁徐習(xí)明等人，三位世界級(jí)安企領(lǐng)袖少見地均談到了一個(gè)觀點(diǎn)：
今天的安防已不是傳統(tǒng)意義的安防，它的業(yè)務(wù)邊界正不斷拓寬，基于視頻的人工智能發(fā)展才是未來方向。
甚至有人提到，未來“安防”這個(gè)詞匯都會(huì)消失，取而代之的或是視頻物聯(lián)或者城市AIoT。
如果說AI、大數(shù)據(jù)深度變革了這個(gè)行業(yè)，但相關(guān)技術(shù)的出現(xiàn)已有數(shù)年之久，為何直到今年才會(huì)提出這個(gè)說法？
“傳”的迭代
在安防行業(yè)，對(duì)清晰度的追求是行業(yè)發(fā)展重要驅(qū)動(dòng)力，從最初的標(biāo)清（D1）、到目前高清（720P）、全高清（1080P），甚至于超高清（4K、8K 甚至更高）。
2017年AI熱潮席卷而來，記錄著視頻安防監(jiān)控從“看得見”到“看得清”再到“看得懂” 的時(shí)代轉(zhuǎn)變。
人工智能在圖像分類、圖像語義分析、人臉識(shí)別、光學(xué)字符識(shí)別等計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域表現(xiàn)非常突出，尤其是涉及到視頻圖像的結(jié)構(gòu)化處理、分析方面，人工智能可以發(fā)揮其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
而圖像清晰度是決定人工智能能否在行業(yè)中發(fā)揮優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。
這其中除了前端采集設(shè)備、后端顯示設(shè)備的不斷變革，傳輸系統(tǒng)的優(yōu)化是另外一個(gè)難題。
宇視研發(fā)副總裁周迪介紹，就網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)而言，畫面?zhèn)鬏數(shù)馁|(zhì)量取決于網(wǎng)絡(luò)的帶寬和穩(wěn)定性。一路720P 的高清視頻傳輸基本要求寬帶1～2Mbps，1080P的高清視頻要求帶寬2～4Mbps，更別論4K和8K。
但實(shí)際的無線傳輸帶寬一直是個(gè)瓶頸，這就導(dǎo)致了丟包、延遲、抖動(dòng)等一系列問題，嚴(yán)重影響了視頻的流暢度和清晰度。
受限于網(wǎng)絡(luò)帶寬的影響，安防工程師們不得不調(diào)節(jié)視頻碼流的碼率、幀率、分辨率和圖像質(zhì)量等參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)圖象質(zhì)量和傳輸質(zhì)量的兼顧。
例如普遍采用的雙碼流技術(shù)讓用戶可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬靈活選擇碼流格式，達(dá)到本地高清存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程低碼流傳輸?shù)哪康?，這成為了對(duì)視頻清晰度要求較高的行業(yè)的無奈選擇。
如今隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的提高，尤其是5G時(shí)代的來臨，超高速的傳輸速率可讓安防技術(shù)人員如釋重負(fù)。
5G對(duì)于視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)男侍嵘腿缤哞F對(duì)于交通運(yùn)輸?shù)男侍嵘?，將推?dòng)質(zhì)的飛躍，視頻圖像的畫面效果將越來越精細(xì)，智能處理的效果將越來精準(zhǔn)。
5G的到來，將帶動(dòng)整個(gè)視頻監(jiān)控行業(yè)的升級(jí)，讓超高清安防監(jiān)控真正走進(jìn)行業(yè)應(yīng)用中。
5G的能量
不是行業(yè)的發(fā)展催生技術(shù)的迭代，而是技術(shù)的迭代給行業(yè)帶來了更多想象。
如果說過去的3G、4G時(shí)代，變革的更多是以智能手機(jī)為代表的To C端市場(chǎng)；而5G的出現(xiàn)，更有可能顛覆To B端的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)模式。
周迪認(rèn)為，5G作為一種基礎(chǔ)能力，其對(duì)安防的影響主要會(huì)體現(xiàn)在三大方面：
1、有線無線化。以往需要使用有線解決的傳送問題和線路問題用無線解決，并實(shí)現(xiàn)更加快速的響應(yīng)需求；
2、遠(yuǎn)程控制無人巡邏車、遠(yuǎn)程排爆等危險(xiǎn)動(dòng)作；
3、 VR/AR應(yīng)用。譬如交通疏導(dǎo)、處理緊急事件，通過無人機(jī)加上5G技術(shù)和VR技術(shù)就可以掌控現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)。
在具體展開業(yè)務(wù)藍(lán)圖之前，我們有必要先系統(tǒng)解釋一下什么是5G，以及它的高能之處。
相比4G，5G網(wǎng)絡(luò)作為第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，其提升是全方位的：
支持0.1～ 1Gbps的用戶體驗(yàn)速率；
每平方公里一百萬的連接數(shù)密度；
毫秒級(jí)的端到端時(shí)延；
每平方公里數(shù)十Tbps的流量密度；
每小時(shí)500km以上的移動(dòng)性能和數(shù)十Gbps 的峰值速率；
其中，用戶體驗(yàn)速率、連接數(shù)密度和時(shí)延為5G最基本的三個(gè)性能指標(biāo)。
5G背后的關(guān)鍵技術(shù)主要有毫米波、小基站、Massive MIMO、波束成形以及全雙工等。
1、毫米波
隨著連接到無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)量的增加，頻譜資源稀缺的問題日漸突出。
在極其狹窄的頻譜上共享有限的帶寬會(huì)極大地影響用戶的體驗(yàn)。無線傳輸一般通過提高頻譜利用率或增加頻譜帶寬來提升傳輸速率，毫米波技術(shù)就是通過后者提升速率。
毫米波是指波長(zhǎng)在1～10毫米的電磁波， 其頻率大約在30GHz～300GHz之間。它位于微波與遠(yuǎn)紅外波相交疊的波長(zhǎng)范圍，因而兼具兩種波譜的特點(diǎn)。
根據(jù)通信原理，載波頻率越高，其可實(shí)現(xiàn)的信號(hào)帶寬也就越大。在毫米波頻段中，28GHz與60GHz是最有望應(yīng)用在5G 通信的兩個(gè)頻段。
其中，28GHz的可用頻譜帶寬可達(dá)1GHz，60GHz 每個(gè)信道的可用頻譜帶寬則可達(dá)2GHz。使用毫米波頻段，頻譜帶寬較4G可翻10倍，傳輸速率也將更快。
2、小基站
毫米波技術(shù)的缺陷是穿透力差、衰減大，因此毫米波頻段下的5G通信在高樓林立的環(huán)境下傳輸效果并不理想，而小基站可解決這一問題。
大量的小基站可以覆蓋大基站無法觸及的末梢通信。小基站的覆蓋范圍是100米～300米， 這樣運(yùn)營(yíng)商可以在每個(gè)城市中部署數(shù)千個(gè)小基站以形成密集網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)基站可以從其它基站接收信號(hào)并向任何位置的用戶發(fā)送數(shù)據(jù)。
由于毫米波的頻率很高，波長(zhǎng)很短，就意味著其天線尺寸可以做得很小，這是部署小基站的基礎(chǔ)。小基站不僅在規(guī)模上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于大基站，功耗上也大大縮小。
3、Massive MIMO
4G基站只有十幾根天線， 但5G基站可以支持幾百根天線。
這些天線通過Massive MIMO（大規(guī)模天線）技術(shù)形成大規(guī)模天線陣列，使得基站可以同時(shí)從更多用戶發(fā)送和接收信號(hào)，從而將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的容量提升數(shù)十倍或更大。
4、波束成形
Massive MIMO技術(shù)為5G大幅增加容量的同時(shí)，其多天線特點(diǎn)也勢(shì)必會(huì)帶來更多的干擾，而波束成形就是解決這一問題的關(guān)鍵。
通過有效控制這些天線，使其發(fā)出的每個(gè)電磁波在空間上互相抵消或者增強(qiáng)，就可以形成一個(gè)很窄的波束。有限的能量集中在特定方向上進(jìn)行傳輸不僅距離更遠(yuǎn)，也避免了信號(hào)的相互干擾。
波束成形還可以提升頻譜利用率，可同時(shí)從多個(gè)天線發(fā)送更多信息。
對(duì)于大規(guī)模天線基站，我們甚至可以通過信號(hào)處理算法計(jì)算出信號(hào)傳輸?shù)淖罴崖窂胶鸵苿?dòng)終端的位置。因此，波束成形可以解決毫米波信號(hào)被障礙物阻擋和遠(yuǎn)距離衰減問題。
5、全雙工
全雙工技術(shù)是5G的另一大特色，設(shè)備的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)占用相同的頻率資源同時(shí)工作，使得通信的雙向交互同時(shí)在上、下行使用相同的頻率，突破了現(xiàn)有的頻分雙工（FDD）和時(shí)分雙工（TDD）模式下的半雙工缺陷。
這是通信節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)雙向通信的關(guān)鍵之一，也是5G所需高吞吐量和低延遲的關(guān)鍵技術(shù)。
擴(kuò)大多維物聯(lián)
在周迪看來，基于AI也是一門通用技術(shù)之下，5G加AI加視頻會(huì)對(duì)各行各業(yè)帶來非常大的變化。
首先是遠(yuǎn)程安防監(jiān)控。
如戶外現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，尤其是春運(yùn)、國(guó)慶等節(jié)假日期間，火車站、著名景點(diǎn)等場(chǎng)所人員密集，極易造成人員傷亡事故。
在此部署4K/8K超清高視頻監(jiān)控終端，將有利于預(yù)防或及時(shí)處置人員傷亡事件。結(jié)合4K/8K 超高清視頻監(jiān)控畫面，還可以開展高準(zhǔn)確性的人臉識(shí)別、車牌識(shí)別等應(yīng)用。
其次是VR超清直播。
VR 賦予了安防行業(yè)巨大的創(chuàng)新能力，使視頻系統(tǒng)的前后端都將獲得嶄新能力。
首先，VR場(chǎng)景可以由前端的全景攝像機(jī)拼接合成，獲得4K甚至更高的超精細(xì)畫面， 通過配套軟件的后期處理讓用戶不僅可以進(jìn)行傳統(tǒng)的變倍、變焦等操控，還能夠隨時(shí)變換角度，獲得更好的沉浸感；
其次，VR 技術(shù)可以通過前端攝像機(jī)將視頻本身的“現(xiàn)實(shí)”與數(shù)字化計(jì)算后的“增強(qiáng)”信息結(jié)合起來，使用戶在監(jiān)控實(shí)時(shí)視頻畫面的同時(shí)，同步獲得目標(biāo)對(duì)象的其他重要數(shù)據(jù)信息；
再次，VR 可使監(jiān)控后端的操控獲得入境體驗(yàn)，以往的監(jiān)控布控，觀察者以第三視覺審視整個(gè)系統(tǒng)的布局， 容易產(chǎn)生偏差，使用VR 技術(shù)，觀察角度不再是布局者，而是局中人。
例如2018年第23屆的韓國(guó)平昌冬奧會(huì)，各大轉(zhuǎn)播機(jī)構(gòu)采用8K和VR技術(shù)，精彩呈現(xiàn)了美輪美奐的雪景，如實(shí)記錄了開閉幕式和大量比賽，為觀眾提供了沉浸式和交互式的360°畫面。
還包括遠(yuǎn)程超清醫(yī)療。
采用5G網(wǎng)絡(luò)傳輸超清視頻在醫(yī)療領(lǐng)域?qū)⒃旄V大患者。
比如，在救護(hù)車上安裝4K攝像機(jī)拍攝車內(nèi)患者的高清視頻，有助于醫(yī)療專家遠(yuǎn)程掌握患者的情況，指導(dǎo)車內(nèi)醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行急救，并根據(jù)患者實(shí)際情況提前在醫(yī)院內(nèi)準(zhǔn)備手術(shù)方案和手術(shù)器材。
此外，還有商業(yè)性遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)展示及街景采集。例如旅游景點(diǎn)可以進(jìn)行旅游景點(diǎn)風(fēng)景的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)展示，以便推廣旅游項(xiàng)目。
智慧安防是物聯(lián)網(wǎng)最為重要的應(yīng)用領(lǐng)域。
物聯(lián)網(wǎng)中的傳感技術(shù)可以監(jiān)測(cè)各種人為或環(huán)境指數(shù)，提示不穩(wěn)定因素，及時(shí)發(fā)出預(yù)警，達(dá)到快速控制事件或有效撤離的目的，降低事故對(duì)生命和財(cái)產(chǎn)的損害。
應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)地區(qū)、重點(diǎn)部位的視頻監(jiān)控及預(yù)警，可增強(qiáng)數(shù)據(jù)分析能力，實(shí)現(xiàn)公共安全事件監(jiān)測(cè)。
例如，利用電子標(biāo)簽、視頻監(jiān)控、紅外感應(yīng)等手段，可加強(qiáng)對(duì)危險(xiǎn)物品監(jiān)控、垃圾監(jiān)測(cè)處理、可燃物排放、有毒氣體排放、醫(yī)療廢物、疾病預(yù)防控制等的全流程過程監(jiān)測(cè)和控制。
5G具有的多維連接的特性擴(kuò)大了安防監(jiān)控的范圍， 能夠?yàn)镮T系統(tǒng)上智慧安防云端提供更多維、更全面的參考數(shù)據(jù)，從而助力安防云端做出更精確、更有效、更快速的安全防范決策。
5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在軟件層面更是采用了大量的云和網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，可有效解決多層感知節(jié)點(diǎn)連接的系列問題。
可以說，5G 技術(shù)是天然為物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景應(yīng)用而生。
賦能智慧城市大安防
隨著5G到來，每個(gè)物品都可以加裝芯片，信息的采集和交互變得越來越容易，信息孤島將不復(fù)存在。
另一方面，MEC、微云、霧計(jì)算等邊緣計(jì)算架構(gòu)越來越完善，計(jì)算負(fù)載在海量節(jié)點(diǎn)之間的快速分割、調(diào)度和遷移變得越來越頻繁。
5G技術(shù)的超高帶寬、超多連接、超低時(shí)延的典型特性恰到好處的滿足了時(shí)代的需求，正在助推以大安防為核心的智慧城市各細(xì)分領(lǐng)域的應(yīng)用快速落地。
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