當前視頻傳感器已無處不在,視頻監(jiān)控作為遍布城市的視覺傳感器,在倡導萬物互聯的新時代,將發(fā)揮更大的作用。
新一代的視頻物聯網多數由智能化的視覺傳感器組成,這些視覺傳感器主要具有相對完善的圖像/視頻獲取功能;圖像/視頻數據具有直觀的特性,適合人機交互,機器識別難度高。一般而言,新型的視覺傳感器還可以安裝嵌入式視頻分析功能,以滿足便攜式視頻監(jiān)控等設備在邊緣端即可展開智能分析的應用。
可以說視頻監(jiān)控是無處不在的視頻物聯網案例,它廣泛應用在安全城市、智慧交通、物流倉儲、智能家居等領域。這之中最關鍵的是超大規(guī)模數據量,而且是非結構化的數據。 大數據如果沒有結構化就沒有太大的數據應用價值。要把數據收集起來最關鍵的是聯網,而且要智能化的聯網。傳統(tǒng)的視覺傳感器通常為單一應用設計,數據存於本地,而聯網之后的視覺傳感器數據,其應用價值將直接翻倍。
但是視頻大數據的大規(guī)模聯網傳輸是一個十分具有挑戰(zhàn)性的任務,新一代視頻物聯網平臺需要在在線數據處理、智能化緩存和高效傳輸之間取得平衡。
目前業(yè)內圍繞著新一代視頻物聯網在智能化聯網方面的設計思路主要集中在以下幾個方面:
1)無處不在的無線接入系統(tǒng),比如WiFi、 5G移動通信、藍牙等;
2)大規(guī)模聯網的云計算平臺,從而為視頻大數據的云端處理提供方便;
3)邊緣計算和霧計算這一類下一代網絡計算新架構也將為視頻物聯網的聯網提供了可能性。
視頻物聯網四大典型特征
就當前的城市基礎設施和技術應用現狀而言,視頻物聯網主要擁有四大典型特征,包括:
1、無處不在的物聯網感知 – 從傳統(tǒng)的標量感知到新型的多媒體感知; 從傳統(tǒng)的簡單感知到嵌入式“感知+處理”。
2、空時動態(tài)的物聯網聯網功能 – 從空間分布的傳統(tǒng)物聯網節(jié)點部署到空時動態(tài)分布的視頻物聯網寬帶聯網。
3、視頻物聯網的全天候數據產生 – 高性能處理能力的需求需要覆蓋物聯網全鏈路: 邊緣計算,霧計算,和云計算。
4、破解支離破碎的信息孤島困境 – 促使視頻物聯網的數據在不同物聯網服務之間流暢共享以取得真正全局視野。
視頻物聯網面臨的技術挑戰(zhàn)
從產品研究設計的角度而言,為了應對未來市場應用需求的快速升級迭代,視頻物聯網當然也面臨著一些技術挑戰(zhàn),主要包括:
1、感知前端嵌入式視覺數據處理至關重要,并需要與前端存儲部件,聯網鏈接,和各級的能耗效率設計聯合優(yōu)化。
2、可靠和自適應的視頻物聯網通訊鏈接能力才可以保證圖像/視頻數據在聯網的大環(huán)境下充分得到應用 。
3、視頻數據壓縮和視頻數據分析的集成平臺設計才能夠提供有效的基于視頻物聯網應用的有效搜索和檢索。
4、網絡安全和個人隱私的恰當平衡才能保障直觀敏感的視覺傳感器數據的共享和分布式處理。
5、建立視頻物聯網的標準平臺是最后的關鍵,是破解信息孤島現象以達到全系統(tǒng)優(yōu)化的必要條件。
總結與展望
1、與AI和5G一起,視頻物聯網正在闊步向我們走來
日益增強的視覺傳感器AI數據分析和聯網能力,即智能化前端、高帶寬低延時聯網、全局優(yōu)化的集成將讓視頻物聯網更加成熟。
2、物理基礎設施已經可以基本上滿足視頻物聯網的需求
新一代5G的mMTC應用場景可以滿足視頻物聯網的大規(guī)模聯網和云霧端計算與通信集成的獨特需求。
3、視頻物聯網將覆蓋從小規(guī)模個人應用到大規(guī)模工業(yè)應用以及城市應用的廣泛應用場景。
個人和群體的醫(yī)療健康監(jiān)控、智能手機和無人機的普及、智能交通與智慧城市的應用、機器人與環(huán)境和人類交互,工業(yè)4.0的制造業(yè)自動化。
※本文根據鵬城實驗室副主任、香港中文大學(深圳)校長講座教授、IEEE Fellow陳長汶關于《視頻物聯網: 新一代智能化物聯網》的主題演講整理。