智能視覺，構(gòu)建智慧城市的心靈之窗

4月3日，“英特爾以數(shù)據(jù)為中心，加速企業(yè)數(shù)字化變革”2019英特爾? 創(chuàng)新產(chǎn)品發(fā)布會在北京盛大舉行。在大會的主題演講環(huán)節(jié)中，浙江大華技術(shù)股份有限公司研發(fā)產(chǎn)品線產(chǎn)品總監(jiān)陸振善先生作為用戶代表登臺，為大家分享了大華與英特爾合作，在智能感知大數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的成功經(jīng)驗。據(jù)陸振善介紹，大華基于第二代英特爾? 至強? 可擴展處理器的產(chǎn)品技術(shù)，打造端到端的AI解決方案，解決了傳統(tǒng)深度學(xué)習(xí)對未知、復(fù)雜目標檢測困難的問題，以全感知、全計算的能力，多維度提升目標感知能力和數(shù)據(jù)總結(jié)歸納性能，在智能感知大數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域取得重大成就。

而作為企業(yè)的未來展望，大華表示希望與英特爾聯(lián)合打造HOC城市中心，以全感知、全智能、全計算和全生態(tài)四大能力為支撐，聯(lián)動物聯(lián)網(wǎng)，在善政、惠民、興業(yè)的各類應(yīng)用上，鍛造出一架強大的智慧城市發(fā)展引擎，從而實現(xiàn)新型智慧城市架構(gòu)。

大華科技與英特爾在物聯(lián)網(wǎng)的深度合作由來已久。眼睛是心靈的窗戶，那么對于一個城市而言，視覺系統(tǒng)便是城市的心靈之窗。大華基于英特爾產(chǎn)品和技術(shù)，在城市安防中搭建端到端的的視頻監(jiān)控解決方案、系統(tǒng)及服務(wù)，打造城市智能視覺系統(tǒng)，為城市運營、企業(yè)管理、個人消費者生活創(chuàng)造價值。

邊緣視覺計算，覆蓋全領(lǐng)域

人的眼睛有一個獨特的能力：可以從看到的事物中自動提取有用的信息，忽略無效的冗余細節(jié)，從而減少大腦的處理負擔。大華和英特爾合作提供的智能視覺技術(shù)，同樣可以做到這一點，也就是說：針對得到的海量視頻數(shù)據(jù)，讓人工智能和機器視覺技術(shù)進入邊緣側(cè)，結(jié)合 AI和邊緣計算，提升效率并降低成本。

比如大華和英特爾合作提供的ITS智能交通解決方案，現(xiàn)在已經(jīng)在全球多個地方部署，其中融合自動車牌識別、交通燈管制、路速體系和綠波帶，為緩解道路擁堵現(xiàn)象、實現(xiàn)智慧交通，提供了高效的解決辦法。在英特爾的支持下，大華提供的HOC智慧零售解決方案，幫助小型連鎖便利店、大型商超和商業(yè)購物中心轉(zhuǎn)型新零售，使個性購物、智能庫存管理和精準營銷成為可能。

大華這一系列物聯(lián)網(wǎng)的布局，建立于英特爾面向物聯(lián)網(wǎng)的軟硬件技術(shù)和解決方案之上，特別是在智能視覺領(lǐng)域。英特爾的一系列處理器和芯片，從凌動到酷睿，再到至強，從CPU、GPU到英特爾? MovidiusVPU，再到英特爾? FPGA的各類芯片，滿足不同應(yīng)用場景，符合各種人工智能架構(gòu)的性能、成本和功效要求。

英特爾? OpenVINO? 開發(fā)工具包，專門面向機器視覺和深度學(xué)習(xí)。開發(fā)人員使用統(tǒng)一的視覺機器學(xué)習(xí)API，快速開發(fā)和構(gòu)建視覺應(yīng)用，同時還能簡化英特爾系列產(chǎn)品的部署流程。針對視覺的加速器產(chǎn)品，英特爾擁有全系列CPU、GPU、VPU和板卡平臺，以滿足不同客戶各類需求。

因此，英特爾的物聯(lián)網(wǎng)和智能視覺技術(shù)，可以應(yīng)用在多個領(lǐng)域：

工業(yè)制造業(yè)：實現(xiàn)對機器的預(yù)測性維護并有效提升生產(chǎn)效率，降低人力和設(shè)備維護成本。

運輸行業(yè)：增強駕駛艙使用體驗，實現(xiàn)貨物追蹤，讓駕駛更加安全。

醫(yī)療保健行業(yè)：英特爾視覺產(chǎn)品能夠讓醫(yī)學(xué)影像更強大并能輔助醫(yī)生診斷。

AI 護航，動定結(jié)合，“深眸”智能監(jiān)控全局

人類作為自然界的萬物之靈，能夠發(fā)展到今天，有賴于使用眼睛作為主要感知器官，因為比起聽覺、嗅覺，視覺的感知范圍更遠；有賴于結(jié)合手、眼、心的強大學(xué)習(xí)能力，這樣才能改造我們的世界，讓這個世界中的萬物互聯(lián)，形成一個強大的、更美好、更便利、更智能的有機體。

在這個有機體中的一個又一個智慧城市里，有了AI、機器學(xué)習(xí)和智能視覺技術(shù)的支持，物聯(lián)網(wǎng)必將迅速呈現(xiàn)出爆炸式發(fā)展。數(shù)據(jù)顯示，到2020年，這是一個價值超過三千億美元的市場，不知道你心動了嗎？

隨著“平安城市”、“智慧城市”建設(shè)的不斷加快，城市安防飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控設(shè)備普及程度日漸提升，視頻監(jiān)控和大數(shù)據(jù)應(yīng)用是重中之重。據(jù)市場研究機構(gòu)iHS預(yù)測，到2020年，全球每年出貨約2.5億個監(jiān)控攝像頭，所有數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的攝像頭，每天會生成總計1.6EB的數(shù)據(jù)。

然而，傳統(tǒng)上以監(jiān)控為主的方法，重點放在“看得全”上，并沒有充分利用收集到的視頻數(shù)據(jù)，太過被動；海量存儲的視頻調(diào)用困難，不夠智能靈活，不足以提供最好的安全性；在視頻調(diào)用、回放中費時費力，人工參與應(yīng)對乏力，容易出錯。

?？低暿侨蛞曨l監(jiān)控數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、高清化的重要推動者，連續(xù)六年蟬聯(lián)iHS全球視頻監(jiān)控市場占有率第一。海康威視研究院算法總監(jiān)沈林杰舉了這樣一個例子：“在治安監(jiān)控里，需要對人、人體、 人臉、機動車等進行高清圖片抓取。傳統(tǒng)的視頻，都是以做監(jiān)控為主，圖像清晰度不足，無法進行智能解析。公安部門的需求，是從圖像中獲取高清的車輛、人臉，為后面的結(jié)構(gòu)化大數(shù)據(jù)應(yīng)用提供支持?！?/p>

這就涉及到智能化視頻監(jiān)控接下來要解決的兩個核心問題：

如何保證攝像機端優(yōu)先捕捉有特征信息的高清圖像，來緩解后端分析系統(tǒng)的工作壓力，并為深度學(xué)習(xí)提供更多高質(zhì)量的樣本數(shù)據(jù)？

如何充分利用深度學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的成果，不僅用于數(shù)據(jù)挖掘和分析上，還要正向反饋給前端攝像機，讓它們在捕捉高價值信息時能更高效，更可靠?

有鑒于此，?？低暸c英特爾公司密切配合，使用英特爾? Movidius VPU視覺處理單元，采用人工智能和機器學(xué)習(xí)相關(guān)的軟硬件技術(shù)，開發(fā)了“深眸”全局攝像機，推進視頻監(jiān)控智能化，為平安城市保駕護航。

定點+動點：看得全，更看得清、看得準

“深眸”全球攝像機采用創(chuàng)新的“雙鏡頭”設(shè)計，集合定點廣角攝像頭和動點長焦攝像頭。廣角攝像頭負責視頻采集，長焦攝像頭負責捕捉視頻關(guān)鍵特征信息畫面。定點看全景，動點看細節(jié)。監(jiān)控距離遠、范圍廣，可以持續(xù)抓拍細節(jié)，解決了使用場景單一、抓拍效率低、無法在開放式場景進行特征信息采集的問題，絕對“看得全”。

▲具備“雙鏡頭”功能的?？低暋吧铐比謹z像機

更重要的是，在英特爾? Movidius VPU視覺處理單元的指揮下，兩個鏡頭可以彼此配合。

在城市監(jiān)控視頻后期調(diào)用的過程中，VPU 中內(nèi)置的智能學(xué)習(xí)芯片會讓攝像機先借助算法做判斷，自動檢測和識別人員、車輛等特征信息，只要發(fā)現(xiàn)有目標進入預(yù)定區(qū)域，它就會調(diào)動定點鏡頭進行快速檢測，并協(xié)調(diào)動點鏡頭進行快速鎖定和抓拍。從而做到“看得清”，“看得準”。

因此，集成了人工智能的“深眸”，避免了誤報和誤拍，不會傳送大量無效圖像到后端，也不再需要大量枯燥無味的人工人眼識別過程，節(jié)省了寶貴的網(wǎng)絡(luò)和計算資源，更讓人解放出來，可以做更有價值的事情。

到目前位置，“深眸”已經(jīng)在各地公安和交通部門進行大量測試，相較傳統(tǒng)前端設(shè)備的高誤報率，“深眸”全局攝像機對人、車等特征信息的識別率達到了90%以上，大幅提升了圖像識別準確率。

閉環(huán)反饋，智能進化

“深眸”的特別之處還在于，它是一款可以不斷進化的攝像頭。

在英特爾的協(xié)助下，?？低曉O(shè)計了一套高效的“數(shù)據(jù)采集—計算識別—算法優(yōu)化—算法更新”的正反饋創(chuàng)新模式。攝像頭采集和傳送的數(shù)據(jù)，經(jīng)過英特爾? Movidius VPU處理、提取信息特征后，會傳送到后端的深度學(xué)習(xí)平臺，用于進行樣本訓(xùn)練，優(yōu)化機器學(xué)習(xí)算法，然后可以遠程升級前端的攝像機，使其不斷進化，更加智能。

▲?？低曋悄芤曨l監(jiān)控系統(tǒng)正反饋創(chuàng)新邏輯示意圖

同時，為了滿足深度學(xué)習(xí)平臺的大量浮點運算能力需求，?？低暅蕚涫褂糜⑻貭? 至強融核?處理器，以及用于并行計算環(huán)境I/O 加速的英特爾?Omni-Path 架構(gòu)（簡稱 OPA）。單顆至強融核? 處理器可以有多達72個內(nèi)核，以及超過3TFLOPS的性能，并可直接訪問大容量內(nèi)存，非常適合處理海量視頻內(nèi)容。而 OPA 的傳輸能力可以達到100G bps，以超低延時，提升多機訓(xùn)練時的交互和并行效率。在深度訓(xùn)練的軟件上，?？低暫陀⑻貭枖y手優(yōu)化相關(guān)算法和計算框架，例如基于英特爾提供的MKLDNN庫，以及針對英特爾? 架構(gòu)優(yōu)化的Caffe框架，以便于向至強融核? 處理器平臺和 OPA 平滑遷移，加速整個智能監(jiān)控系統(tǒng)的進化。

結(jié)束語

導(dǎo)入英特爾人工智能軟硬件、而且不斷智能升級的“深眸”，得到了用戶認可?！皝碜杂谟脩舻姆答侊@示，新系統(tǒng)能夠很好地提高破案效率，”沈林杰表示：“原來通過人工觀察攝像機畫面逐個找人的方式，變成通過機器以人找人，以人臉找人臉。新的模式顯著提升了工作效率，也大大提高了準確率?！?/p>