利用5G和AI的下一代闭路电视监控
2022-11-15 08:58
2019年，全球商用5G网络启动。伴随着5G部署的最初浪潮，全球主要电信运营商已采用以5G为中心的战略，以加快其网络部署并应对该领域激烈的竞争。与前几代不同，5G对于消费者而言具有超越传统语音和数据服务的巨大潜力，并有望通过其增强的带宽和支持关键任务应用的能力来推动相关行业的发展。5G网络具有无缝连接大量设备并几乎实时处理大量数据的潜力，它将为物联网和AI的增长提供平台，以应对诸如智能城市，远程监控，联网车辆，虚拟校园网络等。
随着对公共安全的关注日益增加，世界各国都在增加视频监控系统的应用，保障各个区域的安全，这一趋势也使得通过闭路电视摄像机进行视频监视的需求不断增长。在技术的进步和互联生态系统的指数级增长的背景下，视频监控系统已主要转移到基于IP的网络。这导致视频数据流量的大量增长，进而导致对高级网络基础架构的需求，该网络基础架构可以处理巨大的来自不同来源的传输推送。
视频监视网络最初是通过有线基础结构部署的，由于需要更高的带宽，因此主要是通过光纤电缆部署的。一方面，光纤网络的安装需要大量资本投资，并且覆盖范围受到限制，尤其是在偏远地区。另一方面，移动无线连接（尤其是4G LTE）是一种出色的替代方案，因为它具有广泛的覆盖范围，灵活性和易于部署的特点，同时可以大规模安装视频监控系统。但是，随着越来越多的摄像机和录像机越来越多地连接到互联网，以及高清闭路电视摄像机的采用率不断提高，4G LTE网络变得越来越拥挤和负担沉重。
5G网络的不断普及不仅有助于克服这些挑战，也为视频监控市场的发展带来了新的机遇。与之前的无线网络和基于光纤的网络相比，5G网络无疑为远程视频监控解决方案提供了更可靠、更高带宽和低延迟的连接。
一、基于5G的闭路电视集成了人工智能功能，
基于5G的闭路电视摄像机是无线IP摄像机，能够通过5G网络传输图片，视频甚至音频信号。这些具有人工智能功能的摄像机正在帮助提高视频监控系统的效率，从而开启了物理安全领域的新纪元。
最初，视频监视系统曾经是被动的，其中闭路电视摄像机主要用于流传输实时视频，而企业通常仅在发生安全漏洞后才引用存储的视频源，没有做出重大努力来分析这些巨大的视频录像以事先检测到潜在的安全事件。
5G闭路电视摄像机利用基于人工智能的解决方案，例如面部识别，物体识别，事件识别，智能图像处理，远程资产管理，行为检测和分析，正在将视频监控转变为主动威胁检测系统。带有基于人工智能的视频监控系统的5G 闭路电视的主要优势和潜在应用场景包括：
1、可靠性高：
低延迟5G网络可为用户提供实时视频片段的无缝流传输，并在紧急情况下利用人工智能进一步帮助产生近乎实时的响应。尽管视频监控系统的持续可用性至关重要，但5G还保证了网络服务的不间断交付。
2、扩展性强：
支持大规模机器类型通信的5G网络通过跨应用配置大量闭路电视摄像机，正在推动大规模的视频监视系统的发展。
3、视频分辨率高：
5G网络能够传输质量更高的实时监控视频，而该网络现在支持超高清4K甚至8K实时视频传输。
4、远程覆盖：
5G网络能够连接固定宽带或WiFi连接未覆盖的偏远地区。
5、比人工效率更高：
安全人员监控录像中丢失不寻常活动的可能性更高。而人工智能能力嵌入在5G的闭路电视功能中，具有很高的效率，可以配置为检测不遵循常规模式的事件或动作。
6、能够进行图像处理：
监控摄像机捕捉到的图像和视频剪辑质量低下的问题可能会妨碍准确分析的交付。人工智能可以用来解决这个问题，并帮助锐化低质量的图像和获得有意义的数据。
二、支持AI的5G 闭路电视驾驶视频监控服务，
高带宽的5G网络提供了超高速的传输速度，使用户能够快速将来自不同来源的视频监控片段上传到一个中央云平台，而不是存储在本地系统中。这些视频片段稍后可以由来自偏远地区的用户方便地按需访问。这导致了视频监控即服务(VSaaS)的出现;一种先进的基于云的视频管理服务，能够查看、回放和监控监控录像，还可以使用人工智能进行近乎实时的分析。
三、多访问边缘计算（MEC）提高了视频监控即服务的有效性，
随着重要的视频监控数据转移到云端的安全担忧日益加剧，使用基于AI的5G 闭路电视网络的边缘来处理视频数据。MEC没有将所有视频监控数据都发送到云上，而是通过在本地处理数据并将过滤后的数据传输到云上，从而降低了安全风险。这种方法可以帮助企业显著降低云存储成本，提高带宽利用效率。此外，MEC还通过减少向基于云的后端服务器传输或接收数据时的延迟，提高了视频监控系统的响应能力。
四、行业使用案例和应用前景，
1、自动化访问控制，入侵检测，运动检测和行为检测，以提高重要场所（飞机场，医院，教育机构，制造设施等）的安全性。
由AI技术（例如人脸识别）推动的5G 闭路电视可用于向场所内的个人提供自动访问权限，或者根据其授权级别生成警报。此外，它还可以帮助了解人们的行为，肤色，声音，情感，衣服等。
在制造，建筑等行业中实施此解决方案可以帮助确定有关工人安全的异常情况，而无需人工干预。例如，可以自动识别不遵守标准安全程序（例如戴头盔，手套或黄色夹克）的工人，从而最大程度地降低了制造设施和建筑工地中的工人安全风险。
利用AI进行行为分析的5G 闭路电视可以在人流量大或受欢迎的景点中实施。它可以从实时视频源中确定人的行为，并将其与预定义的可疑行为数据进行匹配，以实时识别违法者，这可以大大减少在这些区域中部署大量安保人员的需求。
2、通过交通检测，事件检测和行人监视来改善交通监视系统：
可以实施利用视频分析的具有AI功能的5G 闭路电视，以通过检测各种交通状况来实时改善交通流量。通过动态调整每个交通信号的绿色周期，可以使用此交通监控数据来提高交通管理系统的效率。
此外，它还可以用于自动识别车牌，检测非法停车，超速驾驶，道路交通事故或车辆故障，并向诸如消防或救护车服务的有关部门发送警报。它还可以检测行人密度，并帮助设置车辆的平均速度，以增强道路安全措施。
3、启用医疗保健监视和手术视频分析：
基于AI的闭路电视摄像机的潜在用例之一是医疗保健监控，它将能够远程检测患者的健康状况，例如呼吸频率。此外，基于AI的闭路电视还可以利用计算机视觉实时分析手术视频，并在交叉引用手术指南库的同时预测或建议下一步操作。
4、增强零售领域的客户购物体验：
视频分析可以使零售商识别其购物设施中的热点区域，在该区域中最多的人可以通过运动检测停止或花费时间。它还可以帮助确定商店中最繁忙的时段，并相应地制定人员或资源管理策略。此外，它可以通过分析进入或走出商店的顾客的面部表情，向零售商提供有关顾客满意度的信息。
5、推动远程资产管理：
理想的机器参数和条件可以输入一个人工智能视频分析系统来分析机器的性能和行为模式。这些数据可以用来识别需要维护的资产，或者通过启用人工智能的闭路电视摄像机实时地优化利用这些资产。此外，通过预测分析，用户可以在预期机器故障时得到警报通知，从而帮助减少机器停机时间。
6、区域电信运营商的机会：
当前，大多数区域电信公司都在致力于扩大覆盖范围或将5G网络商业化，主要侧重于消费者领域。但是，随着企业不断开发一些实际用例，B2B领域将为5G网络带来巨大商机。电信公司现在需要更加针对这些新兴用例，并为企业开发以5G为中心的服务组合。电信运营商可以通过提供专用的5G连接性来确保支持增强型和不间断的远程视频监控服务，从而促进实施具有AI功能的5G 闭路电视解决方案。
视频监控领域中基于云的AI服务主要包括基础架构（硬件，数据中心等），AI基本功能（计算能力，算法等）和高级AI功能（面部识别，行为检测等）。区域运营商现在应基于其在实施用于优化和自动化电信网络的AI方面获得的专业知识，着重于投资内部AI功能的开发。
五、结论，
安全监视系统需要最高级别的可应用性，可靠性和反应速度。高带宽和超低延迟5G网络正成为基于IP摄像机的远程视频监控系统的关键推动力。此外，越来越多的采用云计算，MEC和AI正在将视频监控系统逐步转变为更强大，更智能，更智能的安全解决方案。
尽管云计算和MEC促进了视频监控即服务（VSaaS），但AI正在释放多个最终用途行业中的各种潜在用例。抓住这些新兴机会，区域运营商可以采用以企业为中心的方法来扩展其5G服务组合。
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