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中國移動通信研究院

1 目標和概述

5G、AI、云計算以及網絡技術的進一步發展與普及，促進了很多新業務的誕生，特別是視頻類業務，例如AR/VR、無人駕駛、遠程監控等，這些新業務在時延、帶寬、可靠性上都有更高的要求，傳統的云計算模式無法有效支撐這些新業務，算力和智能分析的下沉已成為主要趨勢。同時，視頻因其本身數據量大、計算密集等特點，在產生的邊緣進行處理以獲得及時的反饋，成為視覺智能的必然選擇。但作為一個新興行業，視頻邊緣智能在快速發展的同時，也不可避免地遇到許多挑戰，具體包括：

· 解決方案匱乏：在各個邊緣場景下，個性化程度高，且行業剛起步，缺少可借鑒的成熟解決方案。

· 邊緣能力不豐富：當前各廠商提供的視頻能力主要以人像為主，視頻AI、XR、視頻質量評測等則相對缺乏。

· 智能攝像頭成本高：當前市場也有基于智能攝像頭的方案，但是該方案軟硬耦合，容易被廠商鎖定，且初始投入過高。

· 硬件兼容性差：視頻設備種類多，協議不盡相同，顯著增加了產品設計和相應技術支持的復雜度。

· 業務部署不靈活：芯片種類多，模型需適配，否則精度、速度等推理性能都無法充分發揮。

· 邊緣節點運維管理難：邊緣在地理上分布，需要統一的運維手段來提升效率。

針對產業界構建視頻邊緣智能時的難點，中國移動研究院打造了星辰視界視頻邊緣智能解決方案。星辰視界基于視頻、AI和邊緣計算技術，提供一個開放的、可信的、智能的平臺，結合產業需求，讓更多的企業在視頻產生的邊緣便捷地使用視覺智能，加速業務發展，使能行業數字化與智能化轉型。

星辰視界面向CHBN（C：移動市場、H：家庭市場、B：政企市場、N：新興市場）提供完整的視頻邊緣智能解決方案，將云端視頻AI能力、視頻質檢能力、XR能力下沉至邊緣側和端側，實現泛視頻接入、智能化處理、邊緣節點納管等功能，滿足數據不出園區、低成本、靈活部署、邊端輕量化能力定制等應用需求，同時提供適配第三方平臺的能力，提供完整的邊緣視頻智能化解決方案。如圖1、圖2所示。

圖1功能架構圖

圖2邊緣硬件及能力概覽

星辰視界以云計算技術和邊緣計算技術為抓手，以視頻智能分析技術為核心，創新性地為用戶提供了云邊協同的視頻智能開放平臺，并通過算法倉服務架構，既可以快速地將已有的創新型視頻算法拓展到邊緣，也可以加載及管理第三方應用算法，還可以在邊緣節點按需組合不同算法，對多路視頻協同處理，有效地驅動各行業的數字化與智能化。

2 方案介紹

星辰視界視頻邊緣智能解決方案，融合了視頻、人工智能、邊緣計算、云計算等技術，通過納管邊緣節點，將平臺的視頻能力延伸到邊緣，在靠近視頻采集源頭的邊緣側提供視頻處理服務，同時，在云端提供統一的邊緣節點管理、應用下發與監控、日志采集等運維能力，是各邊緣場景智能化的理想選擇。

星辰視界采用“中心+邊緣”的二級架構，星辰視界中心平臺統一管理所有邊緣節點，這些邊緣節點在地理上可以分布在不同的位置，如圖3所示。中心平臺通過能力庫管理視頻能力，并將視頻能力分發到不同的邊緣節點，邊緣節點為視頻能力提供了基礎的運行環境。視頻設備產生的視頻流可以被拉取到就近的邊緣節點并進行一項或多項視頻分析。

圖3云邊端協同示意圖

星辰視界視頻邊緣智能解決方案由端、邊、網、云四部分組成，如圖4所示。

圖4星辰視界視頻邊緣智能解決方案架構圖

· 端：完成視頻感知，視頻采集設備通過有線或無線的方式，按照視頻傳輸協議，將視頻數據傳輸到就近的邊緣處理節點。

· 邊：完成視頻處理與分析。邊緣節點提供計算、存儲、網絡、AI、虛擬化等基礎設施，根據具體場景，其可以位于園區機房、基站，也可以是現場級的智能盒式設備。邊緣節點以Docker鏡像的方式從云端獲取視頻能力并以容器的方式運行，從而提供視頻分析能力。邊緣節點硬件支持X86、ARM架構，并可接入GPU、AI加速卡等硬件設施；操作系統需為Linux，且安裝Docker容器引擎。

· 網：網絡將邊緣節點連接到中心平臺，由于視頻處理已在邊緣完成，網絡主要用于傳輸控制及管理信息，大大降低了對帶寬的需求。

· 云：包含算法層和平臺層兩個部分。在算法層，星辰視界聚焦高頻視頻應用需求，針對監控、園區、金融、商業等場景的共性需求，提供了人像分析、環境物品分析、文本分析、事件分析以及視頻質量評測和XR類能力。平臺層則提供了云邊協同的管理功能，實現節點管理、應用管理、任務管理、云邊消息管理等功能。當前云端中心平臺提供了Linux的安裝部署包。云邊基于WebSocket進行通信，視頻數據則在邊緣節點完成處理，保障了數據隱私和數據安全。

3 代表性及推廣價值

星辰視界視頻邊緣智能解決方案已在中國移動集團13省、專公司落地十余項應用，覆蓋了智慧城市、智慧鄉村、森林防火、明廚亮灶、視頻監控等場景。

星辰視界整合視頻、AI、聯接、計算等技術優勢，聚焦視頻數據密集型邊緣場景，提供最佳的邊緣視頻智能解決方案；以視頻為核心、以AI為抓手、以邊緣為落腳點，構筑最強的視頻“端邊云”協同解決方案，并以開放、有粘性、可運營的平臺，使能千行百業智能化升級，其可在多個行業釋放數字技術、人工智能技術的力量，使園區、工廠、學校、醫院和家庭等更加智能。

摘自《自動化博覽》2022年2月刊