移动视频技术在安防行业的应用与发展

2021-03-20

【内容导读】

5G作为“新基建”的领头羊,2020年上半年三大运营商累计建设基站26.5万个,虽然我国5G行业建设已走在世界前列,但5G用户数在2020年上半年却仅有约1亿户,对比12.96亿4G用户数规模,5G用户规模和设备接入数仍有非常大的上升空间。5G技术的应用场景仍不够丰富是其中一个主要原因。工信部通信〔2020〕49号《工业和信息化部关于推动5G加快发展的通知》也指出,要进一步丰富5G技术应用场景,其中着重强调4K/8K高分辨率的媒体应用和VR/AR等新型媒体应用。 

移动视频相机是4G/5G技术落地的最佳应用场景,在移动通信技术的加持下,视频管理系统在部署灵活性和覆盖范围方面有较大进步,在5G高带宽、低延时及高密度的特性加持下,视频管理系统高分辨率和终端AI算法的应用成为可能。本文从智慧城市的AR指挥、终端和边缘端AI落地、鱼塘果园以及直播等几类应用进行阐述和展望。

一、AR指挥

传统的指挥调度系统基于GIS地图,是通过在地图上叠加摄像机、卡口等视频相机和资源,但该方式在视觉上不够不直观,数据上不能实时更新,因此难以提供全局、便利以及实时的客户体验。 

基于增强现实(Augmented Realityt)技术,把现实世界中的元素,诸如建筑、交通路口、学校、医院等标签化、虚拟化,展示在实景图像中,达到全息感知、信息协同、指挥实景的立体防控效果。为达成全景的覆盖广度和容纳更多信息,4K甚至更高的分辨率是必要的。为满足全景的视角和尽量避免遮挡,有时需要配合长焦镜头和重载云台,同时实景指挥对云台控制的操作延时也非常敏感。5G的高带宽及低延时技术优势让AR摄像机的部署灵活性有极大提高。

在重大安保活动中,将拥有4K分辨率的 AR摄像机部署在高点,通过覆盖行进路线、聚集区域、会议区域或者演出现场,将车辆和人员等多个维度的数据直观呈现在画面中,增强临场体验为指挥决策提供依据。

二、边缘和终端的AI算法落地

无AI不安防,安防作为人工智能的最佳落地场景已有较为普及的应用。高清摄像机正在从“看得清”到“看得懂”迈进,当摄像机对人、车这些具象化的目标进行检测、分类、识别并提取结构化信息时,对网络也提出了更高的要求。有别于传统摄像机只上传视频流信息,AI摄像机需要同时上传图片流和结构化信息,以全景大图300KB、特写小图50KB计算,复杂场景下每秒10个目标比较常见,再加上结构化信息,图片流上行需要超过30Mbps带宽,再加上视频流所需上行带宽,所需上行带宽接近40Mbps,因此复杂场景下部署移动AI摄像机需要5G网络的支持。

在重大活动安保时,5G摄像机可以灵活部署在关键路口直播现场实况,同时其内置AI算法可以分析人员和车辆属性,结合摄像机结构化信息,视频管理系统的后端能够高效地检索回放,并定位关键人员和车辆,极大地提高指挥系统对活动的安保掌控力度。

如遇节假日高速公路和其他易拥堵路段,车辆违法占用应急车道或者其他违法行为多有发生,传统视频管理技术手段因位置固定,对违法车辆难以起到威慑和预防作用,而临时架设的移动视频相机、5G摄像机和无人机的配合则能够较好地进行违法取证,同时起到预防和威慑作用。这类摄像机以内置车牌识别算法和非法占用应急车道、未按规定使用安全带等多种车辆违法行为识别算法可高效捕获关键信息。通过内置的扬声器与补光灯配合,进行声光提示,可有力震慑违法车辆、规范行车秩序以及提升通行效率。先提醒后抓拍,极大减轻交管部门的管理压力,提高人们的文明出行意识和配合度。

4G/5G和AI Box的配合也让利旧赋能老旧相机成为可能。最早建设的高清视频设备普遍不具有前端算力,这些老旧设备虽然分布广泛,但难以纳入新的体系。使用AI Box在算法丰富度及灵活性方面更具有优势,除了传统的视频结构化(人员和车辆属性识别提取)外,烟火检测、高空抛物、仪表仪器识别、厨房整洁度检测以及客流统计等算法也有普遍应用。AI Box配合移动通信技术可以在利旧摄像机的基础上直接提取算法分析结果上云,AI应用系统的设计无需考虑原有系统的牵绊,新架构设计更加简洁高效。

三、搭配太阳能的移动管理系统

4G/5G等移动通信技术虽然解决了网络传输问题,但移动视频设备仍需要解决供电问题,在畜牧养殖、鱼塘、果园、森林防火、河道水文、输油管线以及高压输电线路等场景,220V供电问题有时并不容易解决。

在果园和养殖场景,基于人力成本等原因,难以做到人员24小时值守,而4G/5G摄像机搭配太阳供电能够比较好地解决这些用户痛点。比如在鱼塘场景中,在缺少这些技术手段时,养殖户必须在池塘边的窝棚中坚守,忍受恶劣的生活条件,至于更大范围的果园,在取电和通网方面更加困难。4G/5G摄像机搭配深度智能检测算法可有效避免风吹草动引起的各种误报,准确识别非法闯入风险。种植、养殖户稳坐家中即可及时了解各类风险,既免去了守夜艰辛,也降低了维护成本。摄像机自带扬声器和红蓝报警器,可对检测到的非法闯入行为声光告警,提醒非法闯入者其行为已经被记录,最大限度减少偷盗事故发生,减少养殖户的损失。

在森林防火和河道水文这类设备分布广泛及施工复杂度高的场景中,设备只占项目总体预算非常小的一部分,立杆架设、通电、通网的复杂度和预算占比要大得多,且森林和河道等场景长距离的强电铺设还可能引发漏电等风险,而使用太阳能供电配合4G/5G摄像机能够极大降低施工复杂度和节约费用。使用内置的烟火检测、漂浮污染物监测和水深度刻度识别等算法,让视频管理系统不止是事后追溯,而是能够及时预警各类风险。

四、直播场景

随着直播经济的兴起,公众对直播的热情也逐渐高涨,移动视频在直播领域也有比较普遍的应用。相比带货主播们架起手机或其他直播设备,视频摄像机视角往往更加真实,有代入感,更能呈现全貌。

2020年初,在疫情危机之下,直播成为旅行类商家养粉蓄力的潮流。中国国家博物馆、三星堆博物馆等9家国内知名博物馆登陆淘宝直播,让用户在线云游博物馆;布达拉宫在淘宝直播,首度开放网络直播“云春游”;包括央视也联合宇视在“超级月亮”日、钱塘江汛期等进行24小时不间断直播;民宿业也紧跟潮流,飞猪推出民宿直播联盟,开设专属频道,投入百万级流量支持民宿行业恢复生产,累计有全国上百家民宿参与。

直播潮流的兴起也带动了直播技术的普及,已有较多厂家的4G/5G摄像机支持rtmp协议,可以对接各类直播平台和公有云CDN。民宿及农家乐从业者可以设置合适视角的摄像机rtmp推流到摄像机厂家提供的CDN或者公有云厂商提供的CDN服务,从CDN获得rtmp/hls拉流地址,嵌入到自己的微信公众号或其他传播途径,实现零代码开发,按流量付费,通过展现美景、美食等提高粉丝转化率。

2021年是“十四五”的开局之年,全年预计新建基站超过百万个,未来五年也是视频行业进一步迈向高清和智能的发展机遇。随着5G基础设施建设的逐步完善,资费进一步降低,5G模组等上游进一步降本增效,5G应用的落地必将加速,视频相机和5G的融合也将更加紧密。现阶段可期的4K/8K超高清视频和无线传输等应用场景仍只是冰山一角。5G的SA组网全面来临之后,未来将有自动驾驶、车路协同以及无人机航拍等更多应用探索,对带宽、延时和接入密度等有更高要求的应用将走出实验室,服务于社会民生。