在人工智能和物聯(lián)網(wǎng)取得重大進(jìn)步的時(shí)代，智能視頻分析（IVA）正在通過(guò)整合先進(jìn)的人工智能技術(shù)來(lái)改變視頻監(jiān)控和分析。這項(xiàng)革命性的技術(shù)增強(qiáng)了視覺(jué)智能，是關(guān)鍵行業(yè)創(chuàng)新解決方案的驅(qū)動(dòng)因素。在本文中，我們將介紹IVA的好處、實(shí)際部署應(yīng)用程序以及工業(yè)計(jì)算機(jī)如何實(shí)現(xiàn)這些解決方案。

一、什么是智能視頻分析（IVA）？

智能視頻分析（IVA）集成了復(fù)雜的計(jì)算機(jī)視覺(jué)，通常與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）或視覺(jué)變換器（ViT）相結(jié)合，以分析原始視頻數(shù)據(jù)流并實(shí)時(shí)生成戰(zhàn)略決策見(jiàn)解。IVA是實(shí)現(xiàn)以下關(guān)鍵功能的基礎(chǔ)：

目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別：

IVA系統(tǒng)使用深度學(xué)習(xí)模型檢測(cè)和分類視頻幀內(nèi)的對(duì)象。這些模型識(shí)別對(duì)象，用邊界框?qū)ζ溥M(jìn)行定位，并根據(jù)預(yù)訓(xùn)練的模式對(duì)其進(jìn)行分類。

對(duì)象跟蹤：

除了檢測(cè)和識(shí)別之外，IVA還利用跟蹤算法跟蹤物體在視頻幀中的移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)軌跡分析、行為預(yù)測(cè)、運(yùn)動(dòng)分析等。

模式識(shí)別：

IVA可以理解隨著時(shí)間的推移反復(fù)出現(xiàn)的視覺(jué)和行為模式。這些算法有助于為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序（如交通流量估計(jì)和運(yùn)營(yíng)效率低下）開(kāi)發(fā)統(tǒng)計(jì)建模和趨勢(shì)分析。

異常檢測(cè)：

通過(guò)無(wú)監(jiān)督或半監(jiān)督的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，IVA可以檢測(cè)到與正常模式的特定偏差。這使得缺陷檢測(cè)、識(shí)別異常活動(dòng)和通知未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)等應(yīng)用程序成為可能。

標(biāo)準(zhǔn)視頻錄制與智能視頻分析

與依賴于人類分析和監(jiān)控的標(biāo)準(zhǔn)視頻記錄不同，IVA通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)處理視頻流來(lái)自動(dòng)化這一過(guò)程。該技術(shù)簡(jiǎn)化了易受人為錯(cuò)誤影響的24/7監(jiān)控或質(zhì)量檢查等繁重任務(wù)。

二、工業(yè)4.0中智能視頻分析的好處是什么？

IVA通過(guò)自動(dòng)化周邊監(jiān)控和資產(chǎn)檢查的復(fù)雜工作負(fù)載，在工業(yè)4.0時(shí)代提供了許多優(yōu)勢(shì)。IVA提高了運(yùn)營(yíng)效率，同時(shí)最大限度地減少了疲勞或疏忽等人為錯(cuò)誤。

實(shí)時(shí)監(jiān)控對(duì)于安全和運(yùn)營(yíng)連續(xù)性至關(guān)重要。IVA解決方案可以部署在關(guān)鍵任務(wù)地點(diǎn)，如偏遠(yuǎn)的油井和野火多發(fā)地區(qū)，在這些地方，維持專門(mén)的勞動(dòng)力既具有挑戰(zhàn)性又成本高昂。通過(guò)利用IVA技術(shù)，工業(yè)4.0正在推動(dòng)以下方面的重大進(jìn)步：

制造業(yè)：

質(zhì)量控制：自動(dòng)目視檢查（AVI）系統(tǒng)通過(guò)識(shí)別資產(chǎn)缺陷并將其從生產(chǎn)線上剔除，簡(jiǎn)化了質(zhì)量控制流程。

預(yù)測(cè)性維護(hù)：監(jiān)控設(shè)備和機(jī)械的狀況，以優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃。預(yù)測(cè)性維護(hù)提高了生產(chǎn)效率，延長(zhǎng)了使用壽命。

智慧城市：

人群估計(jì)：使用人工智能攝像頭分析公共空間的行人流量密度，優(yōu)化人群管理、城市規(guī)劃和應(yīng)急響應(yīng)。

災(zāi)害管理：通過(guò)檢測(cè)火災(zāi)、洪水和結(jié)構(gòu)破壞等危險(xiǎn)來(lái)增強(qiáng)態(tài)勢(shì)感知，從而加快應(yīng)急響應(yīng)和資源分配。

智能交通：

自動(dòng)收費(fèi)公路：識(shí)別車牌，通過(guò)根據(jù)車牌數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別和收費(fèi)車輛，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫、非接觸式收費(fèi)。

乘客監(jiān)控：監(jiān)控公共交通活動(dòng)，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)、盜竊和潛在的安全威脅。

醫(yī)療保健：

醫(yī)學(xué)成像：在放射學(xué)、病理學(xué)和其他醫(yī)學(xué)成像應(yīng)用中，通過(guò)人工智能輔助圖像分析提高診斷準(zhǔn)確性。

患者監(jiān)測(cè)：使用基于視覺(jué)的人工智能跟蹤患者的運(yùn)動(dòng)和生命體征，以提高安全性，檢測(cè)跌倒，并確保及時(shí)的醫(yī)療干預(yù)。

智能零售：

貨架監(jiān)控：通過(guò)檢測(cè)庫(kù)存水平、錯(cuò)放物品和空貨架來(lái)自動(dòng)跟蹤庫(kù)存，以優(yōu)化補(bǔ)貨并減少損失。

人數(shù)統(tǒng)計(jì)：使用人工智能攝像頭分析購(gòu)物模式，優(yōu)化商店布局，以獲得更好的客戶體驗(yàn)和銷售業(yè)績(jī)。

三、為什么邊緣計(jì)算在實(shí)現(xiàn)智能視頻分析方面是必要的

邊緣計(jì)算對(duì)于實(shí)現(xiàn)IVA解決方案至關(guān)重要，因?yàn)檫@些應(yīng)用程序?qū)r(shí)間敏感，需要在數(shù)據(jù)生成的源頭處理視頻數(shù)據(jù)。由于引入了延遲和傳輸大量數(shù)據(jù)的效率低下，傳統(tǒng)云計(jì)算在時(shí)間敏感的環(huán)境中往往不足。通過(guò)在本地處理數(shù)據(jù)，邊緣計(jì)算減少了對(duì)持續(xù)云連接的依賴，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)隱私，并優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)帶寬。

邊緣計(jì)算對(duì)IVA解決方案的主要好處：

實(shí)時(shí)洞察：對(duì)入侵和火災(zāi)探測(cè)等對(duì)延遲敏感的應(yīng)用程序的即時(shí)響應(yīng)。

數(shù)據(jù)隱私：本地化數(shù)據(jù)處理提高了網(wǎng)絡(luò)安全性，將最少的信息中繼到云端。

帶寬效率：與云計(jì)算相比，在邊緣處理數(shù)據(jù)可以顯著降低帶寬擁塞和成本效益。

混合方法：數(shù)據(jù)可以在邊緣進(jìn)行處理，以獲得可操作的見(jiàn)解，而不太緊急的分析數(shù)據(jù)則被轉(zhuǎn)發(fā)到云端進(jìn)行聯(lián)合人工智能訓(xùn)練。

四、工業(yè)計(jì)算機(jī)如何為IVA應(yīng)用程序提供動(dòng)力

工業(yè)計(jì)算機(jī)是智能視頻分析（IVA）應(yīng)用程序的支柱，充當(dāng)實(shí)時(shí)邊緣人工智能處理和整合來(lái)自不同物聯(lián)網(wǎng)傳感器的數(shù)據(jù)的“大腦”。在商用臺(tái)式工作站上實(shí)施工業(yè)計(jì)算機(jī)可確保關(guān)鍵任務(wù)工業(yè)4.0應(yīng)用程序的部署可靠性和性能。

工業(yè)計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)：

嵌入式聚焦計(jì)算架構(gòu)

NVIDIAJetson和IntelCoreTE處理器：專為邊緣計(jì)算工作負(fù)載而設(shè)計(jì)，具有優(yōu)化的處理性能、熱管理和電源管理，并具有嵌入式用例功能。

邊緣AI功能

AI加速：專用硬件加速器（NPU、TPU和GPU），可簡(jiǎn)化多模式AI工作負(fù)載并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)IVA。

設(shè)備上推理：將人工智能處理本地化，以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)時(shí)間，提高數(shù)據(jù)安全性，并確保操作可靠性。

以物聯(lián)網(wǎng)為中心的多功能連接

高級(jí)和傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)支持：支持各種物聯(lián)網(wǎng)專用連接端口，如RJ45LAN、RS-232/485COM和CAN總線，以無(wú)縫整合各種現(xiàn)代和傳統(tǒng)設(shè)備。

可擴(kuò)展性：提供可擴(kuò)展的PCIe和m.2插槽，可配置擴(kuò)展模塊以滿足特定的部署要求。

工業(yè)級(jí)耐久性

無(wú)風(fēng)扇和無(wú)電纜設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)用于承受在要求苛刻的工業(yè)環(huán)境中的現(xiàn)場(chǎng)部署，這些環(huán)境經(jīng)常受到灰塵、碎片、極端溫度、沖擊/振動(dòng)、功率波動(dòng)等的影響。

安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證：確保遵守嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和合規(guī)性，如UL列名、FCC和CE，以便部署時(shí)放心。

邊緣部署就緒

延長(zhǎng)產(chǎn)品生命周期支持：工業(yè)計(jì)算機(jī)提供長(zhǎng)期可用性和支持，以確保部署一致性并降低過(guò)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)。

云到邊緣認(rèn)證：確保工業(yè)計(jì)算機(jī)與特定的混合云框架和平臺(tái)兼容，包括AWSIoTGreengrass。

五、結(jié)論

IVA正在通過(guò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻處理和自動(dòng)化決策來(lái)改變行業(yè)。為這些最新技術(shù)提供動(dòng)力的是邊緣計(jì)算和工業(yè)計(jì)算機(jī)，它們旨在提供必要的處理能力、低延遲響應(yīng)和部署可靠性。邊緣計(jì)算確保關(guān)鍵數(shù)據(jù)在本地處理，減少對(duì)云連接的依賴，同時(shí)提高安全性和效率。同時(shí)，工業(yè)計(jì)算機(jī)作為IVA應(yīng)用的支柱，為關(guān)鍵任務(wù)環(huán)境提供堅(jiān)固的邊緣AI性能。隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和邊緣技術(shù)的不斷進(jìn)步，IVA將繼續(xù)成為創(chuàng)新的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力，塑造更智能、更高效的工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用。