拓維信息數字視網膜，讓攝像頭從“看見”到“看懂”

在超16萬公里的高速公路上，“看見”、“看清”乃至“看懂”每一公里路網的通行細節，“見路不走”才能走出自主創新之路。

“數字視網膜”，這一技術概念誕生距今不過三四年,但已然成為顛覆傳統視頻監控體系的“必由之路”。首倡者中國工程院高文院士等無數技術研發團隊砥礪前行，拋棄傳統“見路”方式，逐漸“看懂”高速公路乃至各類監控場景的細枝末節。

近期，拓維信息基于“兆瀚”國產計算產品和拓維·建木邊緣計算平臺打造的“數字視網膜解決方案”，成功獲評邊緣計算產業聯盟（ECC）聯合工業互聯網產業聯盟（AII）“2021邊緣計算十大解決方案”，這也是拓維信息連續三年獲評此獎項。此次獲獎，是“數字視網膜”融合其他技術能力的一大突破，也標志著這一技術迎來了全面滿足特定場景需求的發展階段。

看見

只是攝像頭的第一步

傳統視頻監控往往只能做到將“看見”的內容，直接壓縮上傳到云端進行存儲或分析識別處理。海量數據的涌入，引發相關場景對于云建設的需求潮。在高速公路領域，以2019年底《全國高速公路視頻聯網監測工作實施方案》的施行為開端，在一系列政策規劃的促進下，高速公路正式進入視頻云聯網時代。

“沒有重大技術突破，數千萬攝像頭根本無法實現“全網共享”的實時數據匯聚，更不可能實現“全時可用”的聯網分析識別，“數據大”變不成“大數據”，巨大潛在價值無法發掘。數字視網膜是應對上述挑戰的一種可行的顛覆性技術發展方向。”

正如高文院士所說，視頻監控面臨著媒體大數據處理難存儲、難檢索和難識別三座大山，而視頻云聯網僅僅解決了數據存儲的問題，沒有數字化、智能化等相關技術的參與，現有視頻監控體系盡管可以“眼觀六路”，卻無法做到“慧眼千里”。基于動物視網膜仿生而來的“數字視網膜”技術，逐漸成為構造“慧眼”的關鍵。

眼疾“首”快

看清道路的流光瞬間

動物視網膜，是造物主的奇瑰之作，是人類智慧對世間萬物的終極翻譯。

以人眼為例，由1.2億個感官細胞構成的視網膜感知外界畫面，然后通過視神經將畫面傳遞到大腦。但視神經與視網膜的感官細胞存在著1∶126的數量比例，也就是說視網膜往大腦傳送時會產生126∶1左右的“壓縮率”，而這所謂的“壓縮”，其實就是“特征抽取”。

一定意義上，人眼從未傳遞過真正的色彩與畫面，而是通過視網膜進行影像重構與特征提取生成特定的視覺信息，經視神經傳遞到大腦處理后才會呈現出對應的色彩與畫面。

“數字視網膜”也是如此，通過在攝像頭端對拍攝視頻進行視頻編碼和視覺特征提取編碼，將看見的內容分成視頻編碼流、特征編碼流兩種數據流傳送給“大腦”，在保證高效存儲的同時，又能支撐便捷地大數據查詢分析，讓“大腦”能夠高效“看清”道路的每一個瞬間。

區別于傳統視頻監控只進行視頻壓縮傳輸，“數字視網膜”能通過AI（深度學習模型）進行固定背景去除、特定特征抽取，在更高效的視頻編碼基礎上與特征編碼進行聯合優化、傳輸，完全解決數據留存率不足、數據感知難度大、數據認知難度大等問題，形成一套包含視頻編碼流、特征編碼流和模型更新流的可伸縮端邊云協同視覺計算架構。

視覺“智腦”

看懂通行的細節密碼

從“看清”到“看懂”，需要龐大的算力來支撐。拓維信息所打造的“數字視網膜解決方案”，在可伸縮端邊云協同視覺計算架構的基礎上，深度結合拓維·建木邊緣計算平臺、AI、大數據等相關智能化技術，將端側計算遷移到邊緣計算節點，通過部署邊緣AI一體機，在不進行現有攝像頭升級替換的同時，即可構建高速公路等場景的“數字視網膜”體系。

整個“數字視網膜解決方案”通過“軟件+硬件”雙平臺構成算力“智腦”，其中軟件側包含AI中臺、數據中臺、業務中臺三大中臺。硬件側，除了現有攝像頭，主要就是承載邊緣側計算的邊緣AI一體機。

拓維信息“數字視網膜解決方案”中的邊緣AI一體機采用基于昇騰人工智能計算平臺，通過一體機強大的AI計算、AI推理能力，對交通視頻進行實時事件識別，實現事件有效視頻智能提取和AI流量卸載處理，通過視頻編碼、特征編碼以及聯合優化處理，將分析結果推送至云平臺進行告警及相應的處置流程，做到發現早、定位準、響應快，為全知、全息的智慧高速賦能。

目前，此解決方案已經在一些高速路段、隧道上進行鋪設應用，其中在長沙市某智慧隧道項目上，“數字視網膜解決方案”基于安全狀態評價指標體系，融合分析運行實時監測數據，實時甄別和分析安全事件類型、級別，對通行安全做到智能預警，實現事故識別率90%以上，精度90%以上，事故發生率降低20%等應用效果，助力高速交通治理。

從“看見”到“看清”，再到“看懂”，“數字視網膜”在高文院士等權威專家以及拓維信息等相關廠商的持續投入和建設下，已逐漸發展成“醫治”各類場景“大腦眼疾”的必要手段，成為交通、治安等智能產業升級的先行范例。

未來，拓維信息將繼續深耕邊緣計算、AI、大數據等智能化技術，實現“數字視網膜”與具體應用場景的高度融合，從技術創新到產業突破，不斷推動數智化監測管理系統的升級與落地，通過全棧軟硬一體化產品及解決方案，助力公路等場景的智慧升級，為中國交通等產業夯實數智化基石。

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