在人工智能和物聯網取得重大進步的時代，智能視頻分析（IVA）正在通過整合先進的人工智能技術來改變視頻監控和分析。這項革命性的技術增強了視覺智能，是關鍵行業創新解決方案的驅動因素。在本文中，我們將介紹IVA的好處、實際部署應用程序以及工業計算機如何實現這些解決方案。

一、什么是智能視頻分析（IVA）？

智能視頻分析（IVA）集成了復雜的計算機視覺，通常與卷積神經網絡（CNN）或視覺變換器（ViT）相結合，以分析原始視頻數據流并實時生成戰略決策見解。IVA是實現以下關鍵功能的基礎：

目標檢測和識別：

IVA系統使用深度學習模型檢測和分類視頻幀內的對象。這些模型識別對象，用邊界框對其進行定位，并根據預訓練的模式對其進行分類。

對象跟蹤：

除了檢測和識別之外，IVA還利用跟蹤算法跟蹤物體在視頻幀中的移動，以實現軌跡分析、行為預測、運動分析等。

模式識別：

IVA可以理解隨著時間的推移反復出現的視覺和行為模式。這些算法有助于為數據驅動的應用程序（如交通流量估計和運營效率低下）開發統計建模和趨勢分析。

異常檢測：

通過無監督或半監督的機器學習模型，IVA可以檢測到與正常模式的特定偏差。這使得缺陷檢測、識別異常活動和通知未經授權的訪問等應用程序成為可能。

標準視頻錄制與智能視頻分析

與依賴于人類分析和監控的標準視頻記錄不同，IVA通過計算機視覺處理視頻流來自動化這一過程。該技術簡化了易受人為錯誤影響的24/7監控或質量檢查等繁重任務。

二、工業4.0中智能視頻分析的好處是什么？

IVA通過自動化周邊監控和資產檢查的復雜工作負載，在工業4.0時代提供了許多優勢。IVA提高了運營效率，同時最大限度地減少了疲勞或疏忽等人為錯誤。

實時監控對于安全和運營連續性至關重要。IVA解決方案可以部署在關鍵任務地點，如偏遠的油井和野火多發地區，在這些地方，維持專門的勞動力既具有挑戰性又成本高昂。通過利用IVA技術，工業4.0正在推動以下方面的重大進步：

制造業：

質量控制：自動目視檢查（AVI）系統通過識別資產缺陷并將其從生產線上剔除，簡化了質量控制流程。

預測性維護：監控設備和機械的狀況，以優化維護計劃。預測性維護提高了生產效率，延長了使用壽命。

智慧城市：

人群估計：使用人工智能攝像頭分析公共空間的行人流量密度，優化人群管理、城市規劃和應急響應。

災害管理：通過檢測火災、洪水和結構破壞等危險來增強態勢感知，從而加快應急響應和資源分配。

智能交通：

自動收費公路：識別車牌，通過根據車牌數據自動識別和收費車輛，實現無縫、非接觸式收費。

乘客監控：監控公共交通活動，防止未經授權的訪問、盜竊和潛在的安全威脅。

醫療保健：

醫學成像：在放射學、病理學和其他醫學成像應用中，通過人工智能輔助圖像分析提高診斷準確性。

患者監測：使用基于視覺的人工智能跟蹤患者的運動和生命體征，以提高安全性，檢測跌倒，并確保及時的醫療干預。

智能零售：

貨架監控：通過檢測庫存水平、錯放物品和空貨架來自動跟蹤庫存，以優化補貨并減少損失。

人數統計：使用人工智能攝像頭分析購物模式，優化商店布局，以獲得更好的客戶體驗和銷售業績。

三、為什么邊緣計算在實現智能視頻分析方面是必要的

邊緣計算對于實現IVA解決方案至關重要，因為這些應用程序對時間敏感，需要在數據生成的源頭處理視頻數據。由于引入了延遲和傳輸大量數據的效率低下，傳統云計算在時間敏感的環境中往往不足。通過在本地處理數據，邊緣計算減少了對持續云連接的依賴，增強了數據隱私，并優化了網絡帶寬。

邊緣計算對IVA解決方案的主要好處：

實時洞察：對入侵和火災探測等對延遲敏感的應用程序的即時響應。

數據隱私：本地化數據處理提高了網絡安全性，將最少的信息中繼到云端。

帶寬效率：與云計算相比，在邊緣處理數據可以顯著降低帶寬擁塞和成本效益。

混合方法：數據可以在邊緣進行處理，以獲得可操作的見解，而不太緊急的分析數據則被轉發到云端進行聯合人工智能訓練。

四、工業計算機如何為IVA應用程序提供動力

工業計算機是智能視頻分析（IVA）應用程序的支柱，充當實時邊緣人工智能處理和整合來自不同物聯網傳感器的數據的“大腦”。在商用臺式工作站上實施工業計算機可確保關鍵任務工業4.0應用程序的部署可靠性和性能。

工業計算機的主要特點：

嵌入式聚焦計算架構

NVIDIAJetson和IntelCoreTE處理器：專為邊緣計算工作負載而設計，具有優化的處理性能、熱管理和電源管理，并具有嵌入式用例功能。

邊緣AI功能

AI加速：專用硬件加速器（NPU、TPU和GPU），可簡化多模式AI工作負載并實現實時IVA。

設備上推理：將人工智能處理本地化，以實現快速響應時間，提高數據安全性，并確保操作可靠性。

以物聯網為中心的多功能連接

高級和傳統物聯網支持：支持各種物聯網專用連接端口，如RJ45LAN、RS-232/485COM和CAN總線，以無縫整合各種現代和傳統設備。

可擴展性：提供可擴展的PCIe和m.2插槽，可配置擴展模塊以滿足特定的部署要求。

工業級耐久性

無風扇和無電纜設計：設計用于承受在要求苛刻的工業環境中的現場部署，這些環境經常受到灰塵、碎片、極端溫度、沖擊/振動、功率波動等的影響。

安全標準認證：確保遵守嚴格的標準和合規性，如UL列名、FCC和CE，以便部署時放心。

邊緣部署就緒

延長產品生命周期支持：工業計算機提供長期可用性和支持，以確保部署一致性并降低過時風險。

云到邊緣認證：確保工業計算機與特定的混合云框架和平臺兼容，包括AWSIoTGreengrass。

五、結論

IVA正在通過實現實時視頻處理和自動化決策來改變行業。為這些最新技術提供動力的是邊緣計算和工業計算機，它們旨在提供必要的處理能力、低延遲響應和部署可靠性。邊緣計算確保關鍵數據在本地處理，減少對云連接的依賴，同時提高安全性和效率。同時，工業計算機作為IVA應用的支柱，為關鍵任務環境提供堅固的邊緣AI性能。隨著人工智能、物聯網和邊緣技術的不斷進步，IVA將繼續成為創新的關鍵驅動力，塑造更智能、更高效的工業和商業應用。