【智慧城市網(wǎng) 視點(diǎn)跟蹤】第十八屆CPSE安博會展會同期，由深圳市安全防范行業(yè)協(xié)會、CPSE安博會共同主辦，CPS中安網(wǎng)承辦，希捷科技冠名的第十六屆中國安防論壇技術(shù)論壇在深圳會展中心舉辦。
在第十六屆中國安防論壇技術(shù)論壇現(xiàn)場，安謀科技高級市場經(jīng)理李黎明帶來了題為《軟件定義智能攝像機(jī)》的演講，為現(xiàn)場觀眾分享了未來智能攝像機(jī)市場廣闊的前景，以及如何通過關(guān)鍵技術(shù)手段——軟件定義，去實(shí)現(xiàn)智能攝像機(jī)的大規(guī)模落地。
安謀科技高級市場經(jīng)理李黎明
演講中李黎明談及了智能攝像機(jī)轉(zhuǎn)向軟件定義的三個(gè)關(guān)鍵支撐：
01邊緣更智能
過去攝像機(jī)還只是做本地錄像，或者將錄像傳輸?shù)椒?wù)器，而智能分析一般是放在服務(wù)器或云端，而現(xiàn)在智能分析的工作正在由智能攝像機(jī)轉(zhuǎn)移到邊緣側(cè)，許多智能應(yīng)用包括物體檢測、人臉識別，越來越多在智能攝像機(jī)本身運(yùn)行。
02設(shè)備更安全
攝像機(jī)拍攝的視頻一般都具有一定的商業(yè)價(jià)值，或者涉及到公共安全敏感信息，有些信息內(nèi)容還涉及到個(gè)人隱私，所以必須確保攝像機(jī)的部署既安全又有韌性。
03開發(fā)云原生
將來預(yù)計(jì)會有越來越多的開發(fā)人員在云端開發(fā)軟件，然后部署到邊緣的智能攝像機(jī)上。智能攝像機(jī)可以持續(xù)根據(jù)需求變化，部署新的應(yīng)用程序和服務(wù)，從而延長攝像機(jī)的生命周期。
Arm認(rèn)為，軟件定義是實(shí)現(xiàn)未來物聯(lián)網(wǎng)市場增長的關(guān)鍵技術(shù)之一?，F(xiàn)在已經(jīng)有了許多軟件定義的產(chǎn)品，這是因?yàn)榧夹g(shù)的進(jìn)步，使軟件定義成為一種可能。
軟件定義技術(shù)堆棧的最底部是操作系統(tǒng)，再往上是虛擬化層，然后是容器化技術(shù)，再往上是容器編排工具，這些技術(shù)已經(jīng)為軟件定義的數(shù)據(jù)中心鋪平了道路。
現(xiàn)在，到了將軟件定義推廣到邊緣設(shè)備的時(shí)候，如軟件定義汽車、軟件定義工業(yè)系統(tǒng)。并且軟件定義技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到智能攝像機(jī)領(lǐng)域，因?yàn)橛布阅茏銐驈?qiáng)大，所以可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)的軟件更新和功能升級。
針對目前智能攝像機(jī)轉(zhuǎn)向軟件定義的三個(gè)關(guān)鍵趨勢，Arm都能夠提供有效的支持和應(yīng)對方案。
第一個(gè)趨勢是邊緣更智能。智能攝像機(jī)可以執(zhí)行多種智能分析任務(wù)，例如識別人或者物體，定位和跟蹤，追蹤方向和運(yùn)動(dòng)可以繪制出人或物體的運(yùn)動(dòng)軌跡和熱力圖。
智能攝像機(jī)還能夠通過圖像分割的方式來自動(dòng)繪制邊界，在出入口控制系統(tǒng)與智能攝像機(jī)配合聯(lián)動(dòng)的情況下，可以對出入寫字樓、工地、校園、社區(qū)或停車場等各種空間的人員、貨、車輛進(jìn)行方便地管控，同時(shí)通過在設(shè)備本地端執(zhí)行智能分析任務(wù)來保護(hù)數(shù)據(jù)隱私和第三方的AI模型。
但是要有效地完成這些任務(wù)，機(jī)器學(xué)習(xí)需要異構(gòu)計(jì)算。為此，Arm推出了機(jī)器學(xué)習(xí)平臺，以Arm的硬件IP為目標(biāo)，采用流行的TensoFlow，PyTorch或其他機(jī)器學(xué)習(xí)框架，訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將其編譯成程序，最后在全系列的Arm IP上運(yùn)行。
根據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的需求，選擇適合的硬件IP，可以使用Arm Cortex-A或Cortex-M CPU，GPU、NPU，開發(fā)人員就不需要過多關(guān)心底層硬件。
Arm推出的機(jī)器學(xué)習(xí)平臺包括了Arm Compute Library，用于基本機(jī)器學(xué)習(xí)算法在Cortex-A CPU和Mali GPU上的優(yōu)化和加速。
同時(shí)也包含了Arm CMSIS-NN，用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在Cortex-M CPU上的優(yōu)化和加速。平臺還具備回退機(jī)制，NPU不支持的算子可以回退到GPU或CPU上去運(yùn)行。平臺中的Arm Compute Library和CMSIS-NN現(xiàn)在已經(jīng)在開源社區(qū)中公開，供開發(fā)者下載使用。
第二個(gè)趨勢是設(shè)備更安全。智能攝像機(jī)一般都做了不同等級的安全設(shè)計(jì)，但是為了讓設(shè)備更安全，所有智能攝像機(jī)都應(yīng)該遵守一些關(guān)鍵的安全規(guī)范，包括6個(gè)安全性的要求：信任根、數(shù)據(jù)安全、端到端安全、數(shù)據(jù)隱私、安全啟動(dòng)和可信固件，以及安全密鑰管理；
為了滿足這些安全性要求，Arm提出并實(shí)施了一個(gè)叫PARSEC的開放標(biāo)準(zhǔn)，以便對安全性進(jìn)行平臺級的抽象。軟件層和PARSEC層對話，無須關(guān)注底層的硬件實(shí)現(xiàn)。
底層可以是本地的硬件安全模塊或遠(yuǎn)程的硬件安全模塊，或者是軟件可信平臺模塊或者是專用芯片的可信平臺模塊，同時(shí)Arm也一直致力于平臺安全架構(gòu)PSA的認(rèn)證。
PAS是一個(gè)安全框架，其中包括架構(gòu)文檔、開源代碼、威脅模型等，無論開發(fā)者的安全專業(yè)知識水平如何，都可以更容易的實(shí)現(xiàn)安全性。
第三個(gè)趨勢是開發(fā)云原生。在軟件定義的攝像機(jī)中，應(yīng)用程序使用面向服務(wù)的容器架構(gòu)進(jìn)行部署，可以通過應(yīng)用商店在攝像機(jī)售出以后，按照需求來部署新的服務(wù)。
例如，在安裝攝像機(jī)一年以后，可以通過應(yīng)用商店下載一個(gè)支持新車牌類型的車牌識別程序，同時(shí)這種架構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的在線機(jī)器學(xué)習(xí)和模型更新，能夠使用現(xiàn)場拍攝的視頻訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，這樣模型將與特定場景相關(guān)，從而提升模型在這個(gè)場景的適應(yīng)性。這種架構(gòu)還可以并行執(zhí)行多個(gè)模型推理。
攝像機(jī)的有些功能可以由軟件來實(shí)現(xiàn)，可以從硬件中抽象出來，使用云原生面向服務(wù)的架構(gòu)，這些功能可以作為獨(dú)立的軟件單元來集中管理和交付。
這種架構(gòu)更容易上云，并在云端進(jìn)行軟件和AI模型的開發(fā)，然后無縫部署到攝像機(jī)上。因此這種攝像機(jī)可以被視為軟件定義攝像機(jī)，因?yàn)樗鼈兊墓δ苁怯伤\(yùn)行的軟件及服務(wù)所定義的。
另一個(gè)重要方向是遵守芯片和平臺級別的通用標(biāo)準(zhǔn)。Arm正在和OEM、ODM合作，用標(biāo)準(zhǔn)解決方案來替代定制解決方案，以加速產(chǎn)品推廣和部署，并成為未來智能攝像機(jī)的首選平臺。
Arm推薦采用通用標(biāo)準(zhǔn)，芯片公司和生態(tài)伙伴可以提供符合這些標(biāo)準(zhǔn)的芯片和固件，通用操作系統(tǒng)發(fā)行版就可以輕松在平臺上運(yùn)行，開發(fā)人員就可以輕松將程序部署在通用的操作系統(tǒng)之上，而無需關(guān)心底層硬件實(shí)現(xiàn)。
為完全釋放軟件定義攝像機(jī)的潛力，開發(fā)和部署速度需要比現(xiàn)在有大幅度的提升，嵌入式軟件、云計(jì)算服務(wù)、硬件設(shè)計(jì)、聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)、安全性都是產(chǎn)品開發(fā)過程中的挑戰(zhàn)。許多環(huán)節(jié)面臨著復(fù)雜性、碎片化問題，這拖慢了開發(fā)和推廣的進(jìn)度。
Arm于2019年宣布推出了Project Cassini計(jì)劃，希望和產(chǎn)業(yè)界伙伴一起解決關(guān)鍵問題點(diǎn)，用一種安全的方式，在Arm生態(tài)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)云原生的軟件開發(fā)體驗(yàn)，Arm systemReady是Project Cassini的重要組成部分，是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的方案，用來確保系統(tǒng)部署到arm架構(gòu)系統(tǒng)上的方式保持一致，這樣Arm架構(gòu)的硬件結(jié)合通用軟件，就能立即可用。目前已有許多公司加入了Arm systemReady計(jì)劃，Arm期待更多合作伙伴的加入。
Arm希望提供一個(gè)軟件定義攝像機(jī)的參考解決方案，以加快生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展，且生態(tài)系統(tǒng)中所有參與者都將獲得相應(yīng)的價(jià)值。
對于芯片公司來說，可以將內(nèi)部資源集中在產(chǎn)品差異化開發(fā)上，從而節(jié)省產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化部分的開發(fā)成本。
對于ODM、OEM來說，由于市場上有多種經(jīng)過優(yōu)化的芯片方案供選擇，從而可以更快把產(chǎn)品推向市場。對于ISV獨(dú)立軟件開發(fā)商、OSV操作系統(tǒng)開發(fā)商來說，遵循開源標(biāo)準(zhǔn)將簡化他們的工作，并能夠?yàn)檎麄€(gè)生態(tài)系統(tǒng)提供統(tǒng)一接口。
對系統(tǒng)集成商來說，軟件定義的攝像機(jī)將能夠輕松部署在各種硬件平臺上。最后以安全的方式輕松管理和升級智能攝像機(jī)，也將會受到最終用戶的歡迎。
據(jù)介紹，目前，Arm正在與生態(tài)伙伴共同推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)方案，通過使用標(biāo)準(zhǔn)的解決方案，替換定制的解決方案，以加速軟件定義攝像機(jī)的大規(guī)模落地。
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