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(电子发烧友网报道 文/章鹰)近日,在雷锋网举办的全球人工智能与机器人峰会上,中国工程院院士、鹏城实验室主任,CCF会士、IEEE Fellow高文带来最新的《城市大脑2.0-边端云处理分工的人工智能赋能系统》报告解读。
根据资料显示,“城市大脑”一词诞生于2016年的杭州,从面世至今仅仅三年,就吸引了全世界的目光, 在产业领域,2016年阿里提出阿里城市大脑,2017年,华为提出城市神经网络,2018年,腾讯提出城市超级大脑。高文院士解读说,城市大脑1.0,是一个以云计算为核心的系统,目前的痛点是由于系统各部分没有很好的协调分工机制,使得系统成本高、响应速度慢、数据的可利用率低。
高文院士指出,城市大脑1.0到2.0,从云计算中心,转变为端边云协同体系。城市大脑是智慧城市的核心系统,将算力和数据汇聚到一起;通过数据的汇聚、治理、计算、分析、挖掘和调度,完成数据的全流程加工,面向行业提供不同层次的产品和服务。加入算法,产生出好的结果。
城市大脑是智慧城市的核心,基于互联网数据、政务数据集合在一起,得到好的结果。从城市传感器汇集来的90%的是图像、视频数据、乘车数据,汽车行驶当中的交通数据,这些大多从视频摄像头得来。一类是从摄像头和视频端口,简单的进行视频压缩,然后上传到云端,然后进行分析,包括人脸识别、车辆识别、交通分析。第二类是智能终端,比如通过人脸识别机、车辆识别机将有价值的信息识别出来,送到云端,进行分析和使用。
高文院士分析说,城市大脑1.0目前面对两大挑战:第一、海量数据不等于大数据,数据表达不到位,第二、数据海量,但是低价值。这些数据的价值也比较低,它不是结构化的,你无法在上面进行分析,这也是为什么很多智慧城市的视频数据,一段时间之后就被覆盖了。他指出,城市大脑的评测指标包括城市智力,性能(响应时间、并发、吞吐)、效率(单位的能耗产出)。比如高速车辆超速、交通情况预警、社区门禁开门等场景,都需要第一时间响应。一个规模城市的视频接入量在10-100万级别,IoT设备,更在1000万以上。
需要强调的是,城市大脑1.0需要解决城市级大数据的传输汇聚,低碳大容量存取、海量数据高效调度及应用适配问题。目前,城市大脑1.0版本中,具备有海量数据的系统,90%的数据是没有结构化,数据价值没有办法进行直接分析和利用。必须采取新的结构来对视频信息进行特征提取和视频解码,高文院士就引用了人类视网膜系统进行解说。
人类的视网膜的结构由三类细胞组成,包括感光细胞、双极细胞和神经节细胞,其中1.2亿感光细胞,可以感知颜色、光线强弱。神经节细胞相对较少,只有100万个,从视网膜、视神经有125:1紧缩,我们理解为视觉信号的压缩,压缩对于大脑有效的工作起到关键作用。根据任务简单和复杂程度,提取的视觉特征不同,简单的任务优先提取相关的特征,一个分布型的简化模型,是从视网膜到大脑,整个过程就是经过特征提取和编码压缩,传输到智能主体-大脑,大脑是通用计算。视网膜是进行轻量级定制计算,通过视觉神经通道传给大脑,生物视觉系统的简化模型有很大的作用。
高文院士指出,仿真生物视网膜的视觉计算架构具备优势:包括智能化的端边侧使系统更加灵活,云侧作为智能主题更加强大,优化的存储传输使系统更经济。
城市大脑2.0版本发布,最核心的威廉希尔官方网站
是仿生生物视网膜的视觉计算架构,三大特征:第一、全局统一的时空ID,包括全网统一的时间,提供精确地理位置(GPS、北斗),还有提供摄像机视角,参数信息;第二、多层次视网膜表示:视频编码、特征编码和联合优化;第三、模型可以更新(支持端/边深度学习模型的自适应迁移)+注意可调节+软件可以定义(支持端边云协同计算与推理,实现特征实时汇聚与视频按需调取)
2019年9月,华为海思发布了全球首颗基于AVS3标准的、支持8K分辨率、120fps的超高清芯片Hi3796CV300。华为海思这款芯片已经装配在4K/8K电视,4K/8K机顶盒中。
相比于上一代视频编码标准,AVS3在块划分结构、参考帧管理、预测、变换等模块都有创新,增加了很多新的编码威廉希尔官方网站 ,大幅提升了编码效率。AVS3基准档次起草完成,将于2022年投入应用,中国的AVS3+5G+8K产业发展将领先全球部署。AVS3标准将对8K产业的推动和发展起到强大的推动作用。高文院士介绍说,视频编码对应MPEG7 CDVS标准,花了4年时间做出标准,用于深度学习的视频匹配,CDVA视频检索流水线,花了三年多时间完成的。深度学习做出来视觉检索和匹配。联合优化就是在视频编码和特征编码之间找到最优的结合点,使得两大特征捆绑到一起,效果是最优的。
据高文院士介绍,2019 年11月22日,杭州博雅鸿图视频威廉希尔官方网站 有限公司发布了数字视网膜首颗芯片“鸿芯图腾GV9531”,实现了对数字视网膜威廉希尔官方网站 的完整诠释。实现对上百路视网膜信息的筛选。除了数字视网膜以外,我们正在牵头推动中国首批AI威廉希尔官方网站 国家标准。包括《神经网络模型表示与压缩》标准,这些标准的开发路线图如下表。数字视网膜是三种标准合作的一个系统,
数字视网膜系统赋能城市大脑2.0,模仿人类视网膜机理,通过算法和计算对视频逐级提取和浓缩,为大数据云计算提供高质量的视频信息数据。
高文院士总结说,城市大脑2.0,是一个端边云分工协调的混合系统架构,可以有效解决城市大脑1.0的大部分问题。数字视网膜及其标准化,是城市大脑2.0的核心:包括先进视频编码威廉希尔官方网站
:节能存储和带宽50%以上;定制ASIC边缘计算:节省云计算资源90%以上;原始图像上特征提取:低延时和高精度;标准化特征的提取,存储和复用:显著提升信息密度和价值。
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