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星辰视界视频边缘智能解决方案

作者:中国移动通信研究院


1 目标和概述 

5G、AI、云计算以及网络技术的进一步发展与普 及,促进了很多新业务的诞生,特别是视频类业务,例 如AR/VR、无人驾驶、远程监控等,这些新业务在时 延、带宽、可靠性上都有更高的要求,传统的云计算模 式无法有效支撑这些新业务,算力和智能分析的下沉已 成为主要趋势。同时,视频因其本身数据量大、计算密 集等特点,在产生的边缘进行处理以获得及时的反馈, 成为视觉智能的必然选择。但作为一个新兴行业,视频 边缘智能在快速发展的同时,也不可避免地遇到许多挑 战,具体包括:

· 解决方案匮乏:在各个边缘场景下,个性化程度 高,且行业刚起步,缺少可借鉴的成熟解决方案。

· 边缘能力不丰富:当前各厂商提供的视频能力主 要以人像为主,视频AI、XR、视频质量评测等则相对 缺乏。 

· 智能摄像头成本高:当前市场也有基于智能摄像 头的方案,但是该方案软硬耦合,容易被厂商锁定,且 初始投入过高。 

· 硬件兼容性差:视频设备种类多,协议不尽相 同,显著增加了产品设计和相应技术支持的复杂度。

· 业务部署不灵活:芯片种类多,模型需适配,否 则精度、速度等推理性能都无法充分发挥。

· 边缘节点运维管理难:边缘在地理上分布,需要 统一的运维手段来提升效率。

针对产业界构建视频边缘智能时的难点,中国移 动研究院打造了星辰视界视频边缘智能解决方案。星 辰视界基于视频、AI和边缘计算技术,提供一个开放 的、可信的、智能的平台,结合产业需求,让更多的企业在视频产生的边缘便捷地使用视觉智能,加速业务发 展,使能行业数字化与智能化转型。

星辰视界面向CHBN(C:移动市场、H:家庭市 场、B:政企市场、N:新兴市场)提供完整的视频边 缘智能解决方案,将云端视频AI能力、视频质检能力、 XR能力下沉至边缘侧和端侧,实现泛视频接入、智能 化处理、边缘节点纳管等功能,满足数据不出园区、低 成本、灵活部署、边端轻量化能力定制等应用需求,同 时提供适配第三方平台的能力,提供完整的边缘视频智 能化解决方案。如图1、图2所示。


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星辰视界以云计算技术和边缘计算技术为抓手,以 视频智能分析技术为核心,创新性地为用户提供了云边协同的视频智能开放平台,并通过算法仓服务架构,既 可以快速地将已有的创新型视频算法拓展到边缘,也可 以加载及管理第三方应用算法,还可以在边缘节点按需 组合不同算法,对多路视频协同处理,有效地驱动各行 业的数字化与智能化。


2 方案介绍 

星辰视界视频边缘智能解决方案,融合了视频、 人工智能、边缘计算、云计算等技术,通过纳管边缘节 点,将平台的视频能力延伸到边缘,在靠近视频采集源 头的边缘侧提供视频处理服务,同时,在云端提供统一 的边缘节点管理、应用下发与监控、日志采集等运维能 力,是各边缘场景智能化的理想选择。

星辰视界采用“中心+边缘”的二级架构,星辰视 界中心平台统一管理所有边缘节点,这些边缘节点在地 理上可以分布在不同的位置,如图3所示。中心平台通 过能力库管理视频能力,并将视频能力分发到不同的边 缘节点,边缘节点为视频能力提供了基础的运行环境。 视频设备产生的视频流可以被拉取到就近的边缘节点并 进行一项或多项视频分析。

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星辰视界视频边缘智能解决方案由端、边、网、云 四部分组成,如图4所示。

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· 端:完成视频感知,视频采集设备通过有线或无 线的方式,按照视频传输协议,将视频数据传输到就近 的边缘处理节点。

· 边:完成视频处理与分析。边缘节点提供计算、 存储、网络、AI、虚拟化等基础设施,根据具体场景, 其可以位于园区机房、基站,也可以是现场级的智能盒 式设备。边缘节点以Docker镜像的方式从云端获取视 频能力并以容器的方式运行,从而提供视频分析能力。 边缘节点硬件支持X86、ARM架构,并可接入GPU、 AI加速卡等硬件设施;操作系统需为Linux,且安装 Docker容器引擎。

· 网:网络将边缘节点连接到中心平台,由于视频 处理已在边缘完成,网络主要用于传输控制及管理信 息,大大降低了对带宽的需求。 

· 云:包含算法层和平台层两个部分。在算法层, 星辰视界聚焦高频视频应用需求,针对监控、园区、金 融、商业等场景的共性需求,提供了人像分析、环境物 品分析、文本分析、事件分析以及视频质量评测和XR 类能力。平台层则提供了云边协同的管理功能,实现节 点管理、应用管理、任务管理、云边消息管理等功能。 当前云端中心平台提供了Linux的安装部署包。云边基 于WebSocket进行通信,视频数据则在边缘节点完成 处理,保障了数据隐私和数据安全。


3 代表性及推广价值

星辰视界视频边缘智能解决方案已在中国移动集团 13省、专公司落地十余项应用,覆盖了智慧城市、智慧 乡村、森林防火、明厨亮灶、视频监控等场景。

星辰视界整合视频、AI、联接、计算等技术优 势,聚焦视频数据密集型边缘场景,提供最佳的边缘 视频智能解决方案;以视频为核心、以AI为抓手、以 边缘为落脚点,构筑最强的视频“端边云”协同解决 方案,并以开放、有粘性、可运营的平台,使能千行 百业智能化升级,其可在多个行业释放数字技术、人 工智能技术的力量,使园区、工厂、学校、医院和家 庭等更加智能。


来源 | 《自动化博览》2022年第二期暨《边缘计算2022专辑》

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