本文來自CPS中安網(wǎng)，作者/羅超。
萬象有新意，行業(yè)無舊貌
隨著AI，大數(shù)據(jù)，云計算等技術(shù)的發(fā)展，安防正從傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控走向智能安防，從傳統(tǒng)的防控輔助系統(tǒng)走向效率提升的生產(chǎn)系統(tǒng)，智能安防走向千行百業(yè)。
在走向千行百業(yè)的進程中，不同行業(yè)對于覆蓋的縱深要求不斷提升；為了獲取更多的細節(jié)信息支撐決策分析，對于視頻圖像全天候高清化越來越高，對于網(wǎng)絡(luò)上行帶寬的要求越來越高。這時候，智能安防時代，應(yīng)該承載更多。
為此，云邊端架構(gòu)開始在安防流行。
為什么安防需要“端邊云”
云邊端在安防出現(xiàn)，就是時代產(chǎn)物，帶有明顯智能安防屬性。
01
智能安防技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻圖像可以承載越來越多的信息，但仍需要更多的與前端多維感知設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)的交互，提升決策準確率，并盡量在前端決策，減少后端處理壓力；
多維感知數(shù)據(jù)的端云協(xié)同和對數(shù)據(jù)的實時交互對于網(wǎng)絡(luò)的時延、帶寬要求越來越高；同時防控走向深水區(qū)，對于防控的立體化、系統(tǒng)化、機動化要求不斷提升。
02
2012年以前的傳統(tǒng)安防行業(yè)，簡單來說就是視頻監(jiān)控，以攝像機作為前端感知設(shè)備，負責(zé)數(shù)據(jù)的采集；服務(wù)器作為后端設(shè)備，負責(zé)數(shù)據(jù)的處理及分析。
邊緣計算的出現(xiàn)則將安防的智能化帶向了前端。傳統(tǒng)方式下，我們可能需要堆疊大量的GPU服務(wù)器來實現(xiàn)這些智能化的服務(wù)，而現(xiàn)在，我們可以逐步的將例如人臉的檢測、抓拍、識別，視頻的結(jié)構(gòu)化、車輛的檢測與識別放到前端攝像頭去實現(xiàn)，這樣的變化帶來的影響巨大。
03
多樣化的應(yīng)用場景，要求更加靈活的視頻智能部署和應(yīng)用能力，需要三個方面的能力。
前端攝像機、邊緣、中心都具備軟件定義能力，支持動態(tài)加載智能算法，從而可以動態(tài)按需的在前端、邊緣、中心部署相應(yīng)的智能算法和應(yīng)用；
支持端邊云協(xié)同，形成全網(wǎng)一體化的高效智能供給；全網(wǎng)分級分布的智能能力間有效協(xié)同，高度依賴網(wǎng)絡(luò)的保障，要求網(wǎng)絡(luò)能夠接入各種復(fù)雜部署環(huán)境的海量攝像機，提供更高的通信帶寬和更低的時延，并能根據(jù)每個行業(yè)特點提供滿足要求的SLA專網(wǎng)保障能力。
04
各個技術(shù)完善后，首先是帶寬方面，不再需要將原始數(shù)據(jù)全部傳輸?shù)皆贫巳ヌ幚?，然后發(fā)送回來，而是直接邊緣端即可完成處理；
在成本方面，大規(guī)模量產(chǎn)的前端芯片成本要遠低于后臺服務(wù)器的芯片成本，同時海量服務(wù)器的運維、散熱、機房租用等等成本更高；
延時方面，例如一個人臉識別，前端設(shè)備直接能夠自行處理，可以不需要將視頻傳輸回去，解析、摳圖、識別然后再把結(jié)果返回來，這難以滿足很多場景下快速響應(yīng)的需求。
當然，安防行業(yè)的智能化與前置化的核心或者說難點是前端處理能力，也就是芯片。云端的處理能力，可以通過服務(wù)器的疊加來實現(xiàn)。
但是，邊緣端的芯片則需要在保持強大運算能力的同時，盡可能的降低功耗、降低成本以滿足大規(guī)模推廣需求，這是一件非常具有挑戰(zhàn)的事情。
云邊端架構(gòu)能為安防帶來什么
智能安防，何謂智能？
其實智能概念極為寬泛，也有時代屬性。比如，智能不像高清有明顯的技術(shù)指標；十年前移動偵測叫智能，十年后該功能是很初級的標配了。
在當下，安防應(yīng)用中越來越多的部署更多類別的感知設(shè)備，用于從更多維度采集目標信息，包括目標的各種要素、活動軌跡以及關(guān)聯(lián)信息等，從而形成一個動態(tài)感知體系，實現(xiàn)防控工作的“無所不在、無所不知”目標。
針對某一特定的應(yīng)用場景，相關(guān)前端感知設(shè)備實現(xiàn)全互聯(lián)直通，邏輯上各感知設(shè)備一體化，當一個設(shè)備的感知到一條單維度信息后，通知其他設(shè)備從其他維度提取信息，對信息的準確性進行印證，從而實現(xiàn)群防群治，實現(xiàn)在前端就能完成一次感知信息的數(shù)據(jù)清洗，從而保證了感知信息的準確性。
只有驗證有效的信息才會上報至后端系統(tǒng)和平臺，在后端再進行數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用，最終實現(xiàn)感知的多層運用。一方面，可以提升準確度，減少誤報；另一方面，通過本場歸并，減少數(shù)據(jù)量，降低后端處理的壓力。
以下我們分別來看端邊云的組成：
端的進化
視頻監(jiān)控是安防的最大門類，而傳統(tǒng)視頻監(jiān)控廠家?guī)缀醵家郧岸似鸺摇?/p>
那在端側(cè)，傳統(tǒng)視頻監(jiān)控廠商極具話語權(quán)，他們沉積多年技術(shù)與市場經(jīng)驗，讓后入者望塵莫及。但，挑戰(zhàn)者中華為也有其自身優(yōu)勢。
以其一款產(chǎn)品為例來看，重磅新品“魔方”雙目全彩AI筒型攝像機，新品融合了RGBW超感光傳感器、DNN ISP實時視頻降噪、AI HDR全目標增強、Deblur去運動拖影等一系列黑科技。
同時公布“墨子”圖像實驗室專業(yè)測試打分，在業(yè)界同類型中處于領(lǐng)先水平，這也是業(yè)界首次從“給機器看”角度給出的量化評分，用全新思想定義圖像未來。
雙鏡“全”析：采用廣角+變焦的雙鏡頭一體化設(shè)計，全景與細節(jié)兼顧，實現(xiàn)雙目全天候全結(jié)構(gòu)化智能；利舊現(xiàn)網(wǎng)桿站，態(tài)勢感知+全結(jié)構(gòu)化共用立桿，高低統(tǒng)一，降低運營成本；
精“彩”夜攝：業(yè)界首家采用RGBW超感光傳感器，進光量增加75%；業(yè)界首個DNN ISP實時視頻降噪，由靜至動；支持AI HDR全目標增強、Deblur去運動拖影，將夜攝能力做到極致；
以“小”見大：通過極致的工程設(shè)計能力，最大化利用空間，體積小重量輕，極低功耗節(jié)能環(huán)保。
在攝像機能力方面，智能已經(jīng)在芯片技術(shù)方面大力提升，進而形成有競爭力的安防產(chǎn)品與解決方案。AI芯片算力普惠到端云，傳統(tǒng)攝像機變成智能攝像機，智能安防端邊云協(xié)同、多維數(shù)據(jù)融合，讓智能更高效。
云的協(xié)同
視頻云的概念在2017年開始流行，從那時候起，阿里云獨占鰲頭，華為和騰訊在努力追趕。當時引入視頻云，是為了平安可以預(yù)見。
傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控一般是“煙囪式”建設(shè)，各區(qū)域各部門基本都是獨立建設(shè)，采用的供應(yīng)商和技術(shù)標準也不盡相同，帶來的結(jié)果就是數(shù)據(jù)煙囪，形成一個個的數(shù)據(jù)孤島。警察辦案時通常需要到現(xiàn)場查看視頻，并將原始視頻拷貝回來，效率很低。
采用視頻云模式后，所有的攝像機接入到一朵云中，以“服務(wù)化”的方式，根據(jù)合理的授權(quán)提供給各需求部門使用，實現(xiàn)視頻共享，及視頻的隨時隨地查看。
除此之外，因為采用云系統(tǒng)，各種計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源被虛擬化成資源池，并進行統(tǒng)一管理，當有部門或某個業(yè)務(wù)需要時，可以按需分配，彈性擴展，實現(xiàn)業(yè)務(wù)快速上線的同時，資源利用率也得到大幅提升。
從2017年起，隨著中央“三預(yù)”的提出，意味著我國將推動社會公共安全領(lǐng)域從后置變?yōu)榍爸?，從被動轉(zhuǎn)為主動，就是帶領(lǐng)行業(yè)業(yè)務(wù)實戰(zhàn)驅(qū)動技術(shù)變革，從事后被動處置向事前主動預(yù)防轉(zhuǎn)變，增強預(yù)見性。
所以，很多廠家開始發(fā)力云端，具體做法是基礎(chǔ)設(shè)施云化、數(shù)據(jù)整合共享、大數(shù)據(jù)智能分析和情指融合、情勤融合。
不少企業(yè)的方案創(chuàng)新性提出了“一云一池一平臺”概念，一云指的是在部署方式上，實現(xiàn)了物理分散、邏輯集中，在業(yè)務(wù)邏輯上，縱向拉通部省市多層級、橫向上拉通各警種間的數(shù)據(jù)，支持資源靈活調(diào)度；
一池指的是匯聚全量數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)水系，加強對數(shù)據(jù)的處理加工、為上層應(yīng)用提供價值數(shù)據(jù)；一平臺即業(yè)務(wù)使能平臺，更易于客戶和合作伙伴在統(tǒng)一平臺上實現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用百花齊放。
2021年華為好望上云，對于行業(yè)也是一件幸事，在云端協(xié)同方面，智能安防還能做很多。
邊緣賦能
云邊端架構(gòu)中，我們最少涉及的就是邊端產(chǎn)品。這方面從最開始的DVR開始，在產(chǎn)品升級和技術(shù)推進方面相對與另外兩者較為滯后。有工程商笑談，十年前的NVR到應(yīng)用到現(xiàn)在的工程中，依然好用。
邊側(cè)的邊緣計算，其實也大有可為。但隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，日常生活中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)需要更快速的響應(yīng)及處理，這些都是云計算不能解決的問題。
在網(wǎng)絡(luò)帶寬有限、網(wǎng)絡(luò)擁堵、響應(yīng)延時一系列技術(shù)的要求下，邊緣計算開始成為物聯(lián)網(wǎng)時代超越云計算的最佳“使用方法”。
不過，盡管云計算與邊緣計算是看似矛盾，實際上卻是協(xié)同、互補的兩種方式。也就是說，邊緣計算雖然有其明顯的優(yōu)勢，但是用邊緣計算來替代云計算也是不可行的。
例如海量數(shù)據(jù)的挖掘、關(guān)聯(lián)分析，關(guān)鍵數(shù)據(jù)的存儲，多邊緣節(jié)點的聯(lián)動都需要依賴云端來完成，云計算廠家布局邊緣計算，是對自身能力的一個補充，從而可以提供更好更完整的解決方案，也是順應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需要。
但不管是安防行業(yè)還是物聯(lián)網(wǎng)，只有將邊緣計算和云計算協(xié)同使用，才會發(fā)揮出最大的價值。
但，邊緣計算有難點。盡管邊緣計算存在節(jié)省帶寬成本、節(jié)約服務(wù)器成本、存儲成本、降低響應(yīng)時間等優(yōu)勢，但其在落地應(yīng)用過程中仍然存在應(yīng)用層面、技術(shù)層面的問題。
場景適應(yīng)性。當前還處于人工智能發(fā)展初級階段，各項應(yīng)用與服務(wù)都是基于“模型訓(xùn)練“得到的，并沒有達到強人工智能的階段，所以本身計算、識別及分析能力對場景的依賴性較大，所以我們需要更多的應(yīng)用場景去加速邊緣計算的落地，需要更多的技術(shù)投入、資金及人力的投入。
技術(shù)實力與實戰(zhàn)標準的區(qū)別。以人臉識別為例，人臉識別的技術(shù)是很成熟，但是到了實際的場景中，仍然存在識別不準確、識別不出來、識別效果不好等，例如人是低著頭的、光照會發(fā)生變化、攝像頭拍攝角度問題這些不可控因素都會導(dǎo)致識別結(jié)果不好。
人臉識別這項很成熟的技術(shù)尚且如此，那么到了其他應(yīng)用場景，例如要做安全帽的識別、做車輛亂停的識別、做水尺的識別、集裝箱識別，這些理論上，只要數(shù)據(jù)量足夠充分都可以發(fā)掘，但是達到解決客戶問題這樣的標準，目前還有很多工作有待解決。
結(jié)束語
有調(diào)查顯示，到2023年，廣域物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備預(yù)計將達到41億個，短程物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將達到157億個，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和市場空間將遠超傳統(tǒng)人與人的互聯(lián)；
邊緣計算隨著場景落地深入，可就近計算的特質(zhì)，讓其一方面可對人臉數(shù)據(jù)、人群分析、生物識別、商品識別等分析結(jié)果進行高效的處理，讓原先智能場景不再需要在現(xiàn)場部署昂貴笨重的硬件設(shè)備，極大提高智能場景的落地效率和復(fù)制速度；
另一方面分布廣泛的攝像頭也因為邊緣存儲服務(wù)的就近存儲，可以把海量的監(jiān)控數(shù)據(jù)就近存儲起來，提供了就近高速可存可分析的業(yè)務(wù)體驗；
隨著云計算的普及，各類業(yè)務(wù)平臺的云化趨勢越來越明顯，越來越多的功能組件和接口將部署在邊緣云和中心云內(nèi)。
平臺云化不僅可以優(yōu)化業(yè)務(wù)部署的效率和成本，還可以豐富生態(tài)，實現(xiàn)安防業(yè)務(wù)功能與不同業(yè)務(wù)場景的快速適配和應(yīng)用。
業(yè)務(wù)平臺開放、云化還將催生算法市場、應(yīng)用市場等新的商業(yè)形態(tài)，使視頻業(yè)務(wù)應(yīng)用更廣泛、更活躍。
端邊云，智能安防時代獨好風(fēng)景線。
