數(shù)據(jù)挖掘是人工智能在安防領域發(fā)揮的核心價值,利用機器學習算法自動開展多種分析計算,探究數(shù)據(jù)資源中的規(guī)律和異常點,輔助用戶更快、更準地找到有效的資源,進行風險預測和評估。隨著算法的不斷完善,與行業(yè)需求相結合,人工智能將在安防行業(yè)發(fā)出璀璨的光芒。
安防市場分析
人工智能目前主要應用于安防、電商零售、個人助理、金融、自動駕駛等領域。其中安防與社會經(jīng)濟、生產(chǎn)活動密切相關,隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和技術的不斷成熟,安防行業(yè)已經(jīng)成為社會公共安全體系的一個重要組成部分。受平安城市建設刺激,2016年我國安防行業(yè)市場規(guī)模已經(jīng)達到總產(chǎn)值達到5400億元,同比增加9%。預計未來幾年,中國安防行業(yè)市場規(guī)模將從2015年的近5000億元增長到2020年的8759億元,年增長率在11%以上,市場增長穩(wěn)定,潛力巨大。
中國安防行業(yè)市場規(guī)模
數(shù)據(jù)來源:中國報告網(wǎng)整理
市場結構方面,視頻監(jiān)控在安防行業(yè)所占市場份額最大,占到了50%,是構建安防系統(tǒng)中的核心;實體防護、樓宇對講占25%;出入口控制占13%;防盜報警占8%;防爆安檢占5%。
2015中國安防市場結構
數(shù)據(jù)來源:中國報告網(wǎng)整理
安防政策方面,國家一直大力圍繞安防智慧城市大力部署相關政策,匯總如下
安防政策匯總
資料來源:中國報告網(wǎng)整理
綜上所述,從行業(yè)規(guī)模、發(fā)展?jié)摿?、政策催化等角度看,安防整體市場具有市場規(guī)模大,未來增長穩(wěn)定,國家政策支持、社會環(huán)境需求增加等特點。
安防對人工智能的需求分析
2016年世界恐怖主義襲擊頻現(xiàn),均會增加各個國家對于安防升級的需求。
安防未來發(fā)展趨勢將從事后追查升級到事前預防,這一升級的關鍵是人工智能。
視頻采集功能經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字、從標清到高清的跨越,已經(jīng)從看得見逐步向看得清發(fā)展,而人工智能則可以將安防系統(tǒng)升級到看得懂,將安防應用全面擴展,實現(xiàn)質的飛躍。目前智能安防系統(tǒng)可以實現(xiàn)目標檢測(車牌識別)、人臉識別(屬性提取)、目標分類(車、行人)等功能。主要應用包括運動目標檢測、周界入侵防范、目標識別、車輛檢測、人流統(tǒng)計等方面。應用舉例:某陌生人在居民區(qū)附近多次頻繁出現(xiàn),長時間徘徊、逗留,智能安防系統(tǒng)可以識別這種行為、提示給保安人員,實現(xiàn)事前預警。
智能安防可以實現(xiàn)24小時無死角監(jiān)測。可以隨著視頻監(jiān)控需求的增加以及攝像頭等設備價格的降低,單位空間內(nèi)監(jiān)控設備在成倍增加,大規(guī)模、多線路監(jiān)控給控制管理人員帶來極大的工作壓力,憑借人力全方位24小時、實時監(jiān)測幾十幅畫面是不現(xiàn)實的。
智能安防流程如下圖所示:
1)提?。焊兄?攝像頭)首先從圖像中提取目標主要特征數(shù)據(jù),包括包括人臉檢測(膚色、年齡、性別、身高等個人特征)、車輛識別(車牌、車型、顏色等)。
2)分析:分析包括前端分析和后端分析。若數(shù)據(jù)相對比價小,前端系統(tǒng)可以完成數(shù)據(jù)分析,則主要數(shù)據(jù)在前端系統(tǒng)分析,然后直接傳輸?shù)街锌叵到y(tǒng)。若數(shù)據(jù)相對較大,前端系統(tǒng)會做數(shù)據(jù)篩選、壓縮、過濾,傳輸?shù)胶蠖诉M一步分析。
3)反饋:分析的結果會直接反饋到中控系統(tǒng),供人員分析使用。
智能安防流程
資料來源:中國報告網(wǎng)整理
芯片在安防產(chǎn)業(yè)鏈中的作用
安防系統(tǒng)主要由包括前段(感知)、傳輸、存儲、后臺顯示/控制、綜合管理平臺等構成。目前芯片主要應用于安防前端設備與后端系統(tǒng)。
在前段,主要是SoC芯片。其中前端感知的多維度、全天候、立體化和智能化是構成智能安防系統(tǒng)的重要基礎。前段感知設備主要包括網(wǎng)絡攝像機、傳感器、門禁、報警系統(tǒng)等。
安防系統(tǒng)主要構成
IPCSoC芯片是視頻監(jiān)控網(wǎng)絡攝像機的核心。IPCSoC通常包括CPU、圖像信號處理(ISP)、視音頻編碼模塊、網(wǎng)絡接口模塊等。攝像機采集的原始圖像經(jīng)過ISP模塊處理后,送到視頻編碼模塊進行壓縮。壓縮后的視音頻碼流通過網(wǎng)線或者無線鏈路傳輸?shù)胶蠖司W(wǎng)絡存儲器(NVR),NVR對視音頻數(shù)據(jù)進行接收處理并存儲,后期若需要則可調(diào)出。
網(wǎng)絡攝像機部署方案
在后端,GPU越來越發(fā)揮著比較重要的作用。視頻傳感網(wǎng)絡中傳輸?shù)男畔⒘?9.9%以上是視頻信息,由于視頻的數(shù)據(jù)量非常大,網(wǎng)絡攝像機圖像芯片性能的可以讓前端感知系統(tǒng)在本地提取數(shù)據(jù)、過濾數(shù)據(jù),從而減少網(wǎng)絡傳出的數(shù)據(jù)量,增加數(shù)據(jù)的準確性與及時性。后端綜合分析服務器一般配置強大的GPU芯片,利用深度學習和大數(shù)據(jù)技術,具備比人腦更精確的大數(shù)據(jù)歸納能力,實現(xiàn)在復雜環(huán)境下人、車、物的多重特征信息提取和事件檢測。
國內(nèi)芯片發(fā)展現(xiàn)狀與有利因素
我國有發(fā)展半導體行業(yè)的需求。我國隨著多年的發(fā)展,經(jīng)濟實力有一定的基礎。將逐步進行產(chǎn)業(yè)升級,將低端制造業(yè)逐步轉向高端科技業(yè),半導體正是高端科技行業(yè)的代表。半導體行業(yè)本身具有投入大、見效慢、技術水平要求高等特點,再加上我國半導體行業(yè)起步基礎薄弱,行業(yè)特性決定了發(fā)展初期需要借助政府的力量加以引導。
以下是近3年來半導體發(fā)展政策匯總:
1)2014年6月,工信部發(fā)布《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》,具體發(fā)展目標如下:
到2015年,集成電路產(chǎn)業(yè)銷售收入超過3500億元。32/28納米(nm)制造工藝實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn),中高端封裝測試銷售收入占封裝測試業(yè)總收入比例達到30%以上,65-45nm關鍵設備和12英寸硅片等關鍵材料在生產(chǎn)線上得到應用。
到2020年,全行業(yè)銷售收入年均增速超過20%,16/14nm制造工藝實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn),封裝測試技術達到國際領先水平,關鍵裝備和材料進入國際采購體系。
到2030年,集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)達到國際先進水平,一批企業(yè)進入國際第一梯隊,實現(xiàn)跨越發(fā)展。
2)2014年9月24日,國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金正式設立。一期規(guī)模達1200億元,由國開金融、中國煙草、亦莊國投、中國移動、上海國盛、中國電科、紫光通信、華芯投資等企業(yè)發(fā)起。重點投資集成電路芯片制造業(yè),兼顧芯片設計、封裝測試、設備和材料等產(chǎn)業(yè)。
3)2015年5月8日,2015年5月8日。國務院正式印發(fā)《中國制造2025》,其中已經(jīng)具體的闡述未來我國半導體行業(yè)發(fā)展目標:集成電路及專用裝備:著力提升集成電路設計水平,不斷豐富知識產(chǎn)權(IP)核和設計工具,突破關系國家信息與網(wǎng)絡安全及電子整機產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心通用芯片,提升國產(chǎn)芯片的應用適配能力。掌握高密度封裝及三維(3D)微組裝技術,提升封裝產(chǎn)業(yè)和測試的自主發(fā)展能力。形成關鍵制造裝備供貨能力。
4)2015年8月,湖北省成立了一只以湖北省、武漢市和東湖高新區(qū)三級財政資金為引導的集成電路產(chǎn)業(yè)基金,總規(guī)模不低于300億元。
5)2016年4月,上海集成電路產(chǎn)業(yè)基金成立,首期募資285億元。
6)2016年7月,廈門市出臺《廈門市加快集成電路產(chǎn)業(yè)實施意見》,明確將成立不低于500億元集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金
7)2016年9月,陜西省集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金成立,基金初始設立規(guī)模60億,未來規(guī)模將達到300億。
8)2016年12月,南京成立600億集成電路產(chǎn)業(yè)專項發(fā)展基金。
9)2017年7月,國務院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》:智能計算芯片與系統(tǒng)。
重點突破高能效、可重構類腦計算芯片和具有計算成像功能的類腦視覺傳感器技術,研發(fā)具有自主學習能力的高效能類腦神經(jīng)網(wǎng)絡架構和硬件系統(tǒng),實現(xiàn)具有多媒體感知信息理解和智能增長、常識推理能力的類腦智能系統(tǒng)。
《中國制造2025》首先從半導體產(chǎn)業(yè)鏈角度定義了半導體發(fā)展的具體總方針?!秶壹呻娐樊a(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》又在總方針基礎上部署了十五年具體發(fā)展目標,從半導體設計、制造、封測三個子行業(yè)提出要求,三個五年計劃既切合實際又有挑戰(zhàn)性。國家大基金以及地方政府的支持則是半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的助推劑,對于半導體這種對于資金需求大的產(chǎn)業(yè)在起步階段有相當大的作用。
另外2017年7月剛剛公布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中也提出了發(fā)展智能計算芯片與系統(tǒng)的要求。人工智能離不開芯片,我國若要做人工智能強國,必須掌握芯片核心技術,在軟件與硬件兩個方向兩手抓,系統(tǒng)的建立起整個人工智能領域的體系結構與技術儲備,這樣我國才能在繼移動互聯(lián)網(wǎng)之后的人工智能時代占得先機。