《電子技術(shù)應(yīng)用》
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視頻大數(shù)據(jù)助力智慧城市全面升級

2017-07-04

  隨著智慧城市建設(shè)的不斷深入,,城市數(shù)據(jù)呈爆炸式增長,我們有理由相信,,我們正在從信息化時代向數(shù)據(jù)化時代演進,“一切以數(shù)據(jù)說話”,,這句話將逐漸深入人心并變?yōu)楝F(xiàn)實,。城市數(shù)據(jù)中,視頻數(shù)據(jù)占據(jù)80%以上,,是體量最大的一類數(shù)據(jù),,然而當前我們對視頻數(shù)據(jù)的利用度并不高?;诖髷?shù)據(jù),,我們能夠?qū)⒁曨l數(shù)據(jù)更加有效地利用起來,在智慧城市建設(shè)中發(fā)揮其更大的價值,。

  一,、什么是視頻大數(shù)據(jù)

  基于這個問題,,我們可以從幾個方面來理解,。首先,大家都知道,,大數(shù)據(jù)有“4V”特征:Volume(數(shù)據(jù)規(guī)模),、Variety(數(shù)據(jù)類型)、Velocity(處理速度),、Value(數(shù)據(jù)價值),。一、數(shù)據(jù)規(guī)模,,城市數(shù)據(jù)中大部分是視頻數(shù)據(jù),,一個中等城市,3000路高清視頻,,4Mbps碼流,,90天將產(chǎn)生10.8PB的數(shù)據(jù)量,所以,,視頻數(shù)據(jù)基本是PB級別以上,,體量足夠大;二、數(shù)據(jù)類型,,單就視頻來說就一種類型,,其實不然,視頻中有各種各樣的內(nèi)容信息,,有人,、車、物等信息,,有各種行為信息,。同時,視頻可以有多種來源,,可來自城市管理,、公共安全、企業(yè),、家庭等多種領(lǐng)域,。所以說,視頻內(nèi)容其實是非常豐富的,,當然,,首先我們需要將視頻內(nèi)容信息提取出來,將“死”的視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成“活”的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),;三,、處理速度,當前,,以Hadoop為代表的大數(shù)據(jù)處理技術(shù)發(fā)展非常迅速,,能夠針對海量的結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化,、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)提供非常高的處理效率,;四、數(shù)據(jù)價值,,應(yīng)該說這是今后需要不斷提高的一個點,,視頻大數(shù)據(jù)能夠真正體現(xiàn)價值的地方,就是將視頻數(shù)據(jù)全面利用起來,,為城市的建設(shè),、管理、安全做出貢獻,。

  其次,,在《大數(shù)據(jù)時代》一書中,指出大數(shù)據(jù)的精髓在于我們分析數(shù)據(jù)時的三個轉(zhuǎn)變,,同樣的,,視頻大數(shù)據(jù)也吻合這三個轉(zhuǎn)變:一,、分析數(shù)據(jù)的全集而非數(shù)據(jù)的采樣。針對視頻數(shù)據(jù),,由于體量太大,,而存儲空間有限,往往視頻數(shù)據(jù)的存儲周期較短(比如3個月),。當然,,視頻數(shù)據(jù)中大部分是無效數(shù)據(jù),也是無需長期保存的,,而視頻中的內(nèi)容數(shù)據(jù)卻是有價值的,。所以,如何將視頻中的內(nèi)容數(shù)據(jù)提取出來并沉淀,,是構(gòu)建視頻大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ),;二、不追求精確性,,由于數(shù)據(jù)非常多,即使出現(xiàn)一些不精確的數(shù)據(jù),,也不會影響分析結(jié)果,;三、更加關(guān)心相關(guān)關(guān)系,,而非因果關(guān)系,,大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢就在于數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析,在關(guān)聯(lián)分析中能夠得到很多有用的結(jié)果,。

  再次,,從整個大數(shù)據(jù)的生態(tài)來看,數(shù)據(jù)是基礎(chǔ),,技術(shù)是關(guān)鍵,,服務(wù)是核心。一,、數(shù)據(jù),,我們當前有的是海量的視頻數(shù)據(jù),但這些數(shù)據(jù)更多的是無用的數(shù)據(jù),,而我們真正需要的是視頻中的內(nèi)容數(shù)據(jù),,越多越豐富越好;二,、技術(shù),當前的分布式存儲,、分布式計算,、內(nèi)存計算,、圖計算、全文檢索,、機器學習等技術(shù)都有全面的發(fā)展,,只要能夠?qū)⑦@些技術(shù)運用到視頻大數(shù)據(jù)中就能夠產(chǎn)生效用;三,、數(shù)據(jù)服務(wù),,怎樣讓數(shù)據(jù)產(chǎn)生價值,這才是核心,,也是以后發(fā)展的關(guān)鍵,,所以說今后數(shù)據(jù)工程師將是最吃香的行業(yè)。

  綜上所述,,視頻大數(shù)據(jù)并不只是擁有海量的視頻數(shù)據(jù),,它需要提取海量的視頻內(nèi)容信息,基于專業(yè)的技術(shù)工具,,挖掘出價值信息,,并為用戶提供更好的服務(wù)。

  二,、視頻大數(shù)據(jù)發(fā)展現(xiàn)狀

  在互聯(lián)網(wǎng)及IT領(lǐng)域,,大數(shù)據(jù)的發(fā)展已相當成熟。然而,,在視頻監(jiān)控領(lǐng)域,,大數(shù)據(jù)還處于起步階段。當然,,隨著智慧城市的發(fā)展,,視頻大數(shù)據(jù)會逐漸發(fā)展成熟并發(fā)揮越來越重要的作用。

  首先,,隨著智慧城市建設(shè)的不斷深入,,視頻大數(shù)據(jù)的需求越來越強烈。比如:一個區(qū)縣一年的卡口數(shù)據(jù)能夠達到十億級別,,一個地級市一年的卡口數(shù)據(jù)甚至能夠達到百億級別,,一個省的數(shù)據(jù)就更大了,面對如此龐大的數(shù)據(jù),,傳統(tǒng)的系統(tǒng)或工具顯得束手無策,,即使一條簡單的查詢命令,響應(yīng)時間也會變得非常慢,,更不要說分析,、統(tǒng)計等功能了。同時,,越來越多的用戶對業(yè)務(wù)提出了更高的要求,,比如公安業(yè)務(wù),,要求能夠從事后分析向事前預測轉(zhuǎn)變。面對這些問題及需求,,必須采用大數(shù)據(jù)來解決,。所以,在智慧城市建設(shè)中,,大數(shù)據(jù)已被推到了風口浪尖上,。

  其次,越來越多的視頻監(jiān)控企業(yè)正在接觸大數(shù)據(jù),,并有了初步的探索和應(yīng)用,。當前的一些大數(shù)據(jù)產(chǎn)品及應(yīng)用主要有:一、視頻云存儲,,針對海量的視頻,、圖像數(shù)據(jù),提供百PB的集中存儲能力,。這類產(chǎn)品已有較多的廠商提供,,其中,安防行業(yè)龍頭企業(yè)??低暰驮谝曨l云存儲領(lǐng)域占據(jù)一席之地,;二、云分析,,針對實時視頻圖像、歷史視頻圖像,,提供分布式的視頻結(jié)構(gòu)化能力,。這類產(chǎn)品當前還未在市面上看到;三,、數(shù)據(jù)應(yīng)用,。交通卡口大數(shù)據(jù)應(yīng)用,針對海量的卡口數(shù)據(jù)進行快速檢索,、智能研判,、統(tǒng)計分析,部分研判功能可用于刑事案件的偵察及預警,。視頻圖像信息數(shù)據(jù)庫,,針對海量的案事件數(shù)據(jù)進行快速檢索、分析研判,。這類產(chǎn)品也有較多的廠商在預研并進行試點,。

  三、視頻大數(shù)據(jù)核心技術(shù)分析

  在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中,,大數(shù)據(jù)的分析對象主要是日志,、用戶行為信息,、網(wǎng)頁索引等數(shù)據(jù),是計算機可以識別的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),;而視頻監(jiān)控行業(yè)中,,大數(shù)據(jù)需要分析的對象主要是視頻、圖片,、音頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),。所以,相比互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù),,視頻大數(shù)據(jù)有諸多不同的地方,,當然也有諸多可參考借鑒的地方,畢竟技術(shù)是相通的,??v觀視頻大數(shù)據(jù),其主要包含以下核心技術(shù):

  一,、視頻結(jié)構(gòu)化,。前面講到,可以被計算機識別的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)是基礎(chǔ),,然而視頻不屬于這類數(shù)據(jù),,所以視頻結(jié)構(gòu)化是需要首先解決的關(guān)鍵點,這也是區(qū)別于互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的主要特征,。所謂視頻結(jié)構(gòu)化,,就是采用智能分析技術(shù),從視頻圖像中提取出人,、車,、物、事件等內(nèi)容信息,,這些內(nèi)容信息是可以通過結(jié)構(gòu)化語言來描述,、可以被計算機識別的信息。當積累了大量的視頻內(nèi)容信息,,就有了視頻大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ),,可通過專業(yè)的大數(shù)據(jù)處理工具進行分析、研判,、統(tǒng)計,,從中提取出價值信息。

  二,、大數(shù)據(jù)處理技術(shù),。當前主流的大數(shù)據(jù)處理技術(shù)是以Hadoop為代表的分布式軟件,而且在互聯(lián)網(wǎng)及IT領(lǐng)域,,這些技術(shù)得到了很好的應(yīng)用,。同樣的,,在視頻大數(shù)據(jù)領(lǐng)域,可以借鑒這些成熟的處理技術(shù),,具體的技術(shù)包括分布式文件系統(tǒng),、分布式數(shù)據(jù)庫、分布式計算,、內(nèi)存計算,、圖計算、流計算,、全文檢索等等,。

  三、數(shù)據(jù)分析模型,。有了海量的數(shù)據(jù)而無法提取其中的價值,,那么這就是一堆沒用的數(shù)據(jù)。所以說,,在大數(shù)據(jù)時代,,數(shù)據(jù)分析工程師的地位將變得越來越重要。數(shù)據(jù)分析工程師需要深入了解業(yè)務(wù),,構(gòu)建數(shù)據(jù)分析模型,,從海量數(shù)據(jù)中挖掘出價值信息。數(shù)據(jù)分析模型將是其中的核心要點,,是實現(xiàn)業(yè)務(wù)深度應(yīng)用的關(guān)鍵,。

  四、視頻大數(shù)據(jù)面臨的問題

  隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展,,許多問題逐漸暴露出來,,主要表現(xiàn)在以下幾點:

  (1)智能分析技術(shù)不夠成熟?;谥悄芊治黾夹g(shù)的視頻結(jié)構(gòu)化是實現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ),當前,,交通卡口的車輛信息提取技術(shù)較為成熟,,但是,像人體信息提取,、物體信息提取,、人臉比對等技術(shù)還不夠成熟。

  (2)數(shù)據(jù)應(yīng)用不夠深入,。當整合足夠多的數(shù)據(jù)后,,如何構(gòu)建數(shù)據(jù)分析模型,如何契合業(yè)務(wù)應(yīng)用挖掘價值信息,,當前還處于萌芽階段,。當然,,其中也有一些可以借鑒的例子,比如卡口大數(shù)據(jù)系統(tǒng),,它可以對過車數(shù)據(jù)進行深度的智能研判:區(qū)域碰撞,、軌跡分析、跟車研判等,,基于這些研判功能,,有助于刑偵破案效率的大幅提升。

  (3)數(shù)據(jù)共享不夠廣泛,。特別是政府,、公安、交通等部門中,,信息孤島普遍存在,,這主要是由于體制問題造成的,并不是技術(shù)上的問題,,很難由企業(yè)來改變這個現(xiàn)狀,,只能由相關(guān)部門貫徹推行并作出改變。

  (4)標準化建設(shè)不夠全面,。這主要是由于大數(shù)據(jù)還處于起步階段,,還需要更深入的探索和嘗試。在標準化建設(shè)方面,,如數(shù)據(jù)標準規(guī)范,、互聯(lián)互通標準規(guī)范、數(shù)據(jù)應(yīng)用模式標準規(guī)范等,,需要不斷進行總結(jié),,并逐漸標準化。

  五,、視頻大數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢

  在視頻監(jiān)控行業(yè)未來的發(fā)展中,,大數(shù)據(jù)勢必會占據(jù)越來越重要的地位。面對發(fā)展過程中出現(xiàn)的問題,,需要不斷加以解決并完善,。

  (1)技術(shù)創(chuàng)新。首先,,視頻結(jié)構(gòu)化,,通過智能化技術(shù),能夠從視頻圖像中提取出人,、車,、物等特征信息,通過提取并整合這些信息,能夠方便的對視頻數(shù)據(jù)進行檢索,、以圖搜圖,、深度關(guān)聯(lián)分析。當這些技術(shù)得以實現(xiàn),,視頻數(shù)據(jù)的應(yīng)用效率會大幅提升,,而且可以為視頻數(shù)據(jù)的深入應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。其次,,大數(shù)據(jù)處理技術(shù),。視頻數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化后,成為可以被計算機識別的數(shù)據(jù),,當越來越多的數(shù)據(jù)匯集之后,,傳統(tǒng)的技術(shù)或系統(tǒng)已無法進行有效處理,此時,,必須采用大數(shù)據(jù)技術(shù)才能對這些海量的數(shù)據(jù)進行處理,。大數(shù)據(jù)技術(shù)包括分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫,、全文搜索引擎,、分布式計算、內(nèi)存計算,、流計算等,,具備優(yōu)異的可靠性、擴展性及處理性能,,能夠針對海量數(shù)據(jù)進行快速分析,、挖掘,為用戶提供更好的服務(wù),。

  (2)業(yè)務(wù)創(chuàng)新,。有了經(jīng)過結(jié)構(gòu)化后的海量視頻數(shù)據(jù),通過大數(shù)據(jù)技術(shù),,可以對這些海量數(shù)據(jù)進行深度挖掘,,可以做到預測及趨勢分析,當然相關(guān)的數(shù)據(jù)分析模型還需要不斷探索和創(chuàng)新,。如公安部門,,視頻偵查在當前來說只能是一種輔助手段,如果采用大數(shù)據(jù)技術(shù)后能夠進行預測預警,,那么視頻偵查將會成為一種非常重要的手段,通過視偵技術(shù),,能夠減少案件發(fā)生率,、提高破案率。

  (3)體制改善,。更多的數(shù)據(jù)能夠產(chǎn)生更大的價值,,為了能夠整合更多的數(shù)據(jù),,必須消除信息孤島,而這一現(xiàn)象在政府部門是客觀存在的一個難題,。當然,,在智慧城市的推動下,這一局面已有所改觀,,越來越多的政府部門意識到數(shù)據(jù)共享的重要性,。但是,要真正實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的集中和共享,,還有很長的路要走,。

  (4)標準完善。海量數(shù)據(jù)的整合離不開標準化的過程,,在標準化過程中,,需要重點考慮以下幾點:一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化標準規(guī)范,,包括哪些數(shù)據(jù)需要結(jié)構(gòu)化,、結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)如何表示、如何設(shè)計字典規(guī)范,、如何設(shè)計數(shù)據(jù)庫表等等,,通過標準的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),所有系統(tǒng)都能夠識別并處理,;二,、數(shù)據(jù)互聯(lián)互通標準規(guī)范,包括平臺與前端之間如何互聯(lián)互通,、平臺與平臺之間如何互聯(lián)互通等,。前端可以對視頻數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)化,后臺也可以對視頻數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)化,,前端和后臺需要相互協(xié)作,,那么前端如何告知后臺哪些數(shù)據(jù)已經(jīng)結(jié)構(gòu)化了,哪些數(shù)據(jù)還需進一步結(jié)構(gòu)化,,就需要標準來規(guī)范,;三、數(shù)據(jù)應(yīng)用的標準規(guī)范,,包括數(shù)據(jù)的服務(wù)模式,、類型、規(guī)則等等,。如大數(shù)據(jù)平臺對海量數(shù)據(jù)進行清洗分類,、深度挖掘之后,需要對上層的業(yè)務(wù)應(yīng)用提供服務(wù),這種服務(wù)就需要通過標準化的接口提供出去,。

  六,、視頻大數(shù)據(jù)對智慧城市的作用

  視頻大數(shù)據(jù)的建設(shè)對智慧城市的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

  一、民生服務(wù),。在我們城市的大街小巷,、商場、飯店等地方,,布滿了大大小小的攝像頭,,基于這么多監(jiān)控點位產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù),可以選擇性的開放一些數(shù)據(jù)給公眾,,為城市公民提供更好的“衣食住行”相關(guān)的服務(wù),,比如實時的交通路網(wǎng)信息、商場的實時人流狀況以及“透明廚房”等等,。

  二,、城市安全。視頻監(jiān)控系統(tǒng)是平安城市建設(shè)的重要組成部分,,視頻大數(shù)據(jù)使平安城市向“智慧型”轉(zhuǎn)變,。隨著視頻大數(shù)據(jù)的逐漸發(fā)展,在治安防控,、刑偵辦案中出現(xiàn)了更多創(chuàng)新型的應(yīng)用,。首先,辦案效率極大提升,。當前,,我們更多的是通過人工查看的方式在視頻中尋找線索,效率低,,人力消耗大,;而通過視頻大數(shù)據(jù),我們可以像“百度”等搜索引擎一樣快速搜索線索,,可基于視頻圖像中的人員信息,、車輛信息、物體信息,、行為信息,,或者基于以圖搜圖的方式快速搜索嫌疑目標。所以,,在智慧型平安城市的視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中,,已經(jīng)從原先高清系統(tǒng)的“看得清、看得明”向基于大數(shù)據(jù)的“找得快,、找得準”轉(zhuǎn)變,。其次,,事后取證向事前預防轉(zhuǎn)變。我們當前擁有了大量的視頻,,但都是用于事后取證,顯然無法對犯罪預防起到積極的作用,。而基于視頻大數(shù)據(jù),,可以對城市的犯罪做出趨勢研判、預測分析,,基于這些分析結(jié)果,,可以有目的的部署警力,這樣可以在有限的人力下有效降低城市的犯罪率,。

  三,、可視化管理。視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展到今天,,可視化管理變得愈發(fā)重要,。在交通、金融,、電力,、能源、校園,、醫(yī)療等等領(lǐng)域,,可視化管理都變成了不可或缺的一部分。當然,,當前的可視化管理更多地還是靠人工在后臺實時監(jiān)看,,效率并不高?;谝曨l大數(shù)據(jù),,可以將可視化管理提升一個高度,使前端的那些“眼睛”變得更加智慧,,實現(xiàn)自動監(jiān)看,,釋放人力。同時,,區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控點位可實現(xiàn)智慧聯(lián)動,,提升管理效率。

  總之,,在智慧城市建設(shè)中,,視頻大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)共享更加廣泛、深度應(yīng)用更加豐富,。

  七,、結(jié)語

  視頻大數(shù)據(jù)能夠為用戶構(gòu)建更加智慧的系統(tǒng),,提供更具價值的服務(wù)。在智慧城市中,,快速增長的視頻圖像數(shù)據(jù),、不斷涌現(xiàn)的用戶需求,預示著對視頻大數(shù)據(jù)的訴求越來越強烈,,同時,,也有越來越多的企業(yè)涉足大數(shù)據(jù),并有了初步的積累和應(yīng)用,。視頻大數(shù)據(jù)不同于互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的大數(shù)據(jù),,它對智能分析技術(shù)有著更高的要求,智能分析技術(shù)是實現(xiàn)視頻大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ),,此外,,大數(shù)據(jù)處理技術(shù)可借鑒互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的成功經(jīng)驗,業(yè)務(wù)的深度理解及數(shù)據(jù)分析模型的構(gòu)建對數(shù)據(jù)工程師提出了更高的要求,,數(shù)據(jù)分析模型是實現(xiàn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用價值的核心關(guān)鍵,。當然,視頻大數(shù)據(jù)目前還處于起步階段,,面臨著諸多問題,,包括智能分析技術(shù)不夠成熟、數(shù)據(jù)應(yīng)用不夠深入,、數(shù)據(jù)共享不夠廣泛,、標準化建設(shè)不夠全面等。在未來的發(fā)展中,,需要不斷解決這些問題并加以完善,,包括技術(shù)創(chuàng)新、業(yè)務(wù)創(chuàng)新,、體制改善,、標準完善。只有更加成熟的視頻大數(shù)據(jù),,才能體現(xiàn)出更多的優(yōu)勢,,發(fā)揮更大的價值。隨著視頻大數(shù)據(jù)的不斷發(fā)展成熟,,它必將給智慧城市發(fā)展建設(shè)帶來質(zhì)的提升,。


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