米歐康：站在人工智能視頻技術前沿

李雪敏

湖州米歐康?電子科技有限公司專注于視頻“數字增強（清洗）”和“可視化”以及人工智能AI視頻應用基礎架構系統(tǒng)和產品開發(fā)，在十多年海內外持續(xù)“技術創(chuàng)新、產品創(chuàng)新”背景下，形成了鮮明的技術優(yōu)勢研發(fā)成果和科技成果轉化項目。

一、米歐康AI視頻應用基礎架構

米歐康科技憑借在視頻成像、采集、傳輸、控制、交換、處理、顯示技術，率先提出了米歐康?AI視頻應用基礎架構體系和系統(tǒng)解決方案，該基礎架構體系綜合以往模擬視頻和IP網路視頻監(jiān)控系統(tǒng)各自的優(yōu)點，以不壓縮、不延遲、不丟幀、不失真為前提，如霧霾、雨雪、光線昏暗、煙、水氣、沙塵等情況下，造成圖像模糊不清，通過創(chuàng)新的圖像處理算法，對劣質視頻圖像進行實時、有效處理，提高視頻畫面清晰度和攝像機的探測能力，保持視頻質量的高魯棒性，獲得最佳的視頻質量和豐富的自然色彩，降低智能分析算法的誤報率和漏報率，有利于視頻分析人工智能聯動。

以上米歐康AI視頻應用基礎架構原始創(chuàng)新視聯網系統(tǒng)、大區(qū)域視頻監(jiān)視系統(tǒng)和空港低空飛行監(jiān)視系統(tǒng)已經成功地應用和展示在湖州內河航道安全、長三角一體化大會會議廳南太湖數字長廊5G應用和總部自由港監(jiān)控感知等相關業(yè)務中。

二、米歐康AI視頻應用基礎架構系統(tǒng)主要產品

高速發(fā)展的視頻監(jiān)控對硬件和軟件提出了更高的要求。而實現真正的高清監(jiān)控必須從視頻源的成像、采集、傳輸、控制、處理、顯示瀏覽、錄像文件的回放等環(huán)節(jié)全面考慮。然而目前現有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)還存在著一系列的問題，例如：

1）延遲拖尾、失真、信息安全、數據丟失、智能分析算法的誤報率和漏報率;

2）霧霾、下雪、煙霧、沙塵暴、夜晚光線不均勻等惡劣天氣下，看不清、看不透;

3）死角、盲點、重疊：看不全、看不細;

4）升級系統(tǒng)硬件往往要重新布線、網絡維護昂貴。

米歐康公司根據人工智能視頻應用的需要，針對現代視頻應用系統(tǒng)以上的不足點，綜合以往模擬視頻系統(tǒng)和IP網路視頻系統(tǒng)系統(tǒng)各自的優(yōu)點，研發(fā)新一代（人工智能時代）視頻應用基礎架構體系和擁有七項專利及三項軟件注冊權的產品。米歐康AI視頻應用基礎架構體系包括主要核心產品和輔助產品兩部分。

三、米歐康AI視頻應用基礎架構系統(tǒng)主要產品簡介

（一）視頻增強處理器MLC-2000

當遇到霧霾天氣以及雨雪、強光、暗光等惡劣天氣導致視頻監(jiān)控圖像的對比度差、分辨率低、圖像模糊、特征無法辨識，致使視頻監(jiān)控系統(tǒng)的效力被明顯削弱。為了滿足對高質量視頻源的需求，尤其是在各種惡劣氣候下實時采集視頻源的質量需求，米歐康自主研發(fā)了MLC-2000視頻增強處理器。該視頻增強處理器件基于軟件算法，通過實時有效處理，顯著改善了視頻畫質，提高了畫面清晰度和攝像機的探測能力，獲得了較好的視頻質量和自然色彩，提升了視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用價值，確保看得見、看得透、看得清。

該產品已經通過由解放軍某軍區(qū)組織有張錫祥院士和林祥棣院士主持的產品測試結果鑒定，對本產品的測試結果給予了高度評價。米歐康2000高清晰實時視頻增強重建系統(tǒng)在視頻分析、處理、監(jiān)控、記錄航空、船舶、兵器等領域視頻應用有著很重要的意義。

（二）視頻流處理器MLC-2010

目前業(yè)內對全景攝像機還沒有一個很明確的定義。對于能看得更廣、角度更大的攝像機，大家都稱之為全景攝像機?，F在在我國全景攝像機的產品形態(tài)，從本質上主要包括單魚眼鏡頭式和多鏡頭式。在諸如大范圍的公共場所、交通樞鈕、交通路口等視野開闊，寬度有些甚至達到百米以上地方的全局監(jiān)控，在看清全景圖像實現調度的同時，不要求注重細節(jié)。這些場合只需要在制高點安裝一臺魚眼攝像機，即可以滿足一個場所內的全景監(jiān)控。雖然會產生魚眼畸變的困擾，但可以實現全局監(jiān)控。然而，對于諸如銀行、超市、商場等這些容易發(fā)生搶劫、偷竊安全事件的場所，要求滿足“無死角監(jiān)控和注重細節(jié)”，即嫌疑人的面孔要看得越仔細越清楚。這不僅需要監(jiān)控整個作案的全景過程，更需要攝像機能夠清楚和分辨出每個人的基本特征。傳統(tǒng)的監(jiān)控技術采用多個攝像頭和顯示器分割技術，少了魚眼全景攝像機帶來的魚眼畸變的困擾，但大大地浪費了監(jiān)控資源，同時視頻圖像有重疊，帶來了很大的經濟和人員成本。采用多鏡頭多角度監(jiān)控后拼接圖像實現全景監(jiān)控的多鏡頭式，雖少了魚眼全景攝像機帶來的魚眼畸變的困擾，但這種方式實現技術十分復雜，成本比較高。

當前，市場上主流攝像頭的監(jiān)控畫面通過調整攝像頭焦距可以不斷推近放大細節(jié)，但是，鏡頭之外的部分卻無法攝錄，而相機航母組成的超級相機監(jiān)控圖像無需調轉攝像頭角度，在記錄完整場景的同時，還能隨意放大任意局部，既能看得細，也能看得全。以車牌號為例，如果是傳統(tǒng)相機，遠距離無法拍攝到車牌號，相機航母組成的超級相機，可以清晰地拍攝到200～250米距離內的車牌;在500米的范圍之內，能夠拍攝到這輛車的變道行駛軌跡。相機航母組成的超級安防專用相機，滿足了幾十米范圍內人臉識別所要求的超高清晰度，同時在典型監(jiān)控場景下可以做到清晰地記錄關鍵信息，使平安城市、國安反恐技術手段上升到一個新高度。

視頻流處理器多視頻全景合成視覺系統(tǒng)，實現了多通道視頻的實時拼接，滿足全局、無死角、無重疊監(jiān)控的共同要求。通過目標對象經過縮放，可以獲取的視頻圖像細節(jié)，實現“看得全、看得細、看得清”。視頻流處理器也被稱為“相機航母”。視頻流處理器多視頻全景合成視覺系統(tǒng)通過實時地將多個窗口的視頻內容合成為一個完整的全景視頻，可以解決上述問題，并且實現運動物體實時全景監(jiān)控。在科學性、先進性和經濟性的創(chuàng)新上，都具有顯著的優(yōu)勢。與傳統(tǒng)多攝像頭和顯示器分割技術視頻多畫面監(jiān)控相比，具體表現如下：

1）多視頻全景合成視覺系統(tǒng)輸入不受攝像頭視頻傳感器視頻制式和視頻圖像尺寸的限制;

2）合成全景視頻顯示不受攝像機鏡頭方位變化、位置移動限制;

3）合成全景視頻實時顯示變形小，成像分辨率均勻。同步放大、縮小、移動，不受顯示屏幕大小限制，解決傳統(tǒng)上多視頻、全方位實時無縫融合費時、費力等難題;顯著地減少多視頻、多屏顯示硬件的投資和運營費用，大大降低了監(jiān)控成本;

（三）視頻采集處理器MLC-2020

實時對高清晰非壓縮視頻信號進行采集和轉換等處理。視聯網-視頻采集處理器在視頻數據傳輸和交換和控制上不僅支持電路交換而且還支持分組交換。電路交換和分組交換徹底解決現有IPv4網絡視視頻安防監(jiān)控的信息安全問題，而且還解決了IP網絡的安全性問題。顯著地提高了視頻安防監(jiān)控網絡的可靠性和穩(wěn)定性。

視頻采集處理器MLC-2020采集的高清晰非壓縮視頻信號可以實時轉換、封裝為USB3.X和HDMI等輸出格式，克服如傳統(tǒng)視頻監(jiān)控中數據交換、傳輸、控制出現的視頻延遲、丟幀、失真的問題，降低智能分析算法的誤報率和漏報率。此外，H.264/H.265編碼，網絡接口，與后臺現有網絡存儲設備和平臺兼容。H.265壓縮為H.264的50%以上，而且在畫面細節(jié)表現方面，清晰度更高。

（四）視頻視覺處理器MLC-2030

基于“實時視頻對象視覺深度搜索系統(tǒng)”（A Content Based Real Time Objects Search System Using Visual Cues）開發(fā)的“視聯網視頻視覺處理器MLC-2030”，能夠實現觸摸控制和實時視頻內容拼接顯示一體化設備組成視聯網視頻視覺系統(tǒng)所需要的硬件和軟件無縫連接，使用戶和內容無輸入、無限互動方便，實現實時視頻流對象大數據可視一體化，構成一屏覽天下-視聯網。該產品具有多項專利在申報中。

（五）視頻大數據存儲

安防監(jiān)控視頻數據的存儲計算模式的特點是都是采用多并發(fā)用戶、存儲的視頻數據不對外開放的架構，從而導致存儲價格貴、耗能高，存儲與平臺必須綁定，安防監(jiān)控系統(tǒng)產品相互不兼容現象。而實際上，視頻監(jiān)控數據量大，但應用架構上系統(tǒng)架構并不需要多用戶。米歐康根據安防監(jiān)控視頻數據的特點，針對安防監(jiān)控視頻應用的存儲系統(tǒng)特征，開發(fā)具有能耗少、讀取速度快、價格低的開放架構的存儲系統(tǒng)。由于存儲的開放架構，任何人都可以從這種存儲系統(tǒng)讀取數據，開發(fā)自己的平臺系統(tǒng)。有助于打破安防監(jiān)控行業(yè)壟斷局面，提倡競爭，推動科技創(chuàng)新，著降低運營管理成本。

（六）拼接相機

基于HD-SDI協(xié)議在視頻領域的應用繼承CCTV和IP所有的優(yōu)點特點，在項目實施過程中，采用米歐康不延遲、不失幀、不失真、高清晰HD-SDI白光云臺球機。該相機為參照物存在下的專用拼接相機。

該相機結合米歐康其它產品，解決現有IP網絡相機由于壓縮、編碼、傳輸、交換、控制等過程無法解決的多視頻延遲、丟在等存在的問題，而嚴重影響多視頻拼接效果問題。此外，米歐康專利相機首次增加拼接圖像相機參數保存和復原功能模塊。這樣，該相機保持云臺球機原有功能，即可以實時調控單個視頻圖像變焦、上下、左右巡航，此外，該相機復原功能模塊，具有在啟動云臺球機原有功能外，經過預置時間（如1分鐘或30秒后），相機參數具有恢復拼接時保存的相機參數預置功能，保證整個拼接狀態(tài)具有復原性，拼接后的整體視頻圖像具有復原型性。

為了確保黑暗天氣下的監(jiān)控效果，米歐康科技在成像過程中，首次采用白光補光，增強視頻成像。白光補光，解決視頻成像出現雪花點問題。為米歐康視頻增強處理器視頻處理提供高質量的視頻源。

三、米歐康AI視頻應用基礎架構成功應用案例

（一）、港航視聯網系統(tǒng)

在航道視頻監(jiān)控應用中，存在個別視頻源壓縮延遲、失真、丟包現象;同時在霧霾、下雪、煙霧、沙塵暴、夜晚光線不均勻等各種惡劣天氣下，低端的網絡監(jiān)控設備也會呈現看不見、看不清的問題;在多視頻監(jiān)控中會出現死角、盲點、重疊，以致看不全、看不細等問題。米歐康AI視頻應用基礎架構體系成功應用在我國內河港口航道視頻監(jiān)控等感知設施建設“視聯網示范工程”項目。

（二）、低空低空飛行監(jiān)視系統(tǒng)

對飛機空港起降過程進行連續(xù)全程監(jiān)視觀察和不間斷跟蹤，是機場空港安全極為迫切的需求。米歐康基于AI視頻基礎架構，在我國研制出第一套低空飛行監(jiān)視系統(tǒng)。

系統(tǒng)組合采用多組非壓縮、高清拼接相機（參照物/非參照物）成像;不延遲、不丟幀、安全可控傳輸;系統(tǒng)具有全天候、無盲點、不間斷全程跟蹤、覆蓋面廣、作用距離遠、圖像穩(wěn)定、高清晰的特點，能為飛機場提供低空飛行監(jiān)視系統(tǒng)。

其中，視頻流處理器可以連接16個高清晰相機，組成一組10億像素的安防專用相機。可以完成大區(qū)域、全方位、無死角的監(jiān)控拍攝。

米歐康低空飛行監(jiān)視系統(tǒng)是針對全程不間斷跟蹤監(jiān)視飛機起降過程需要而設計的全方位、全天候、全品質、全時空、無盲點、多視頻圖像處理及綜合處理系統(tǒng)。系統(tǒng)集成了多個公司自主知識產權的高性能成像系統(tǒng)和精密伺服控制系統(tǒng)，系統(tǒng)由視頻成像、采集、傳輸、控制、交換、處理、可視化等重要設備組成。系統(tǒng)的前端成像及有關設備安裝在機場的跑道起降端，而將采集、接收、控制、處理、可視化設備和顯控臺安裝在控制室內。

（三）、新基建5G應用案例

南太湖數字長廊建設示范工程項目是長三角一體化會議大廳大屏顯示的主題內容。項目要求，采用5G網絡，實現對南太湖長廊多個窗口的視頻內容整合成大尺度的實時全景視頻圖像，實現實時、全時空、無死角、無盲點、全方位的展示在直經11.16米，高3.5米，顯示面積為122.5平方米的圓柱屏體上。米歐康的這一系列新產品滿足了上述需要。