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2020/6/1 16:46

重新定义产品形态:华为5G摄像机是如何做到的?

C114通信网  蒋均牧

C114讯 6月1日专稿(蒋均牧)“忽如一夜春风来”,5G似乎在很短时间内就来到了我们的身边。在“新基建”加快实施和独立组网(SA)商用提速的加持下,从2C到2B,各种应用也如雨后春笋般迅速涌现。

如果说前几代移动通信时代与用户最接近的手机决定了技术的普及速度,那么在5G时代各种行业终端将扮演这个角色。原因无他,5G的主战场就在垂直行业——通过与AI、云、IoT等技术的交汇融合,5G将进一步推动行业向网络化、数字化、智能化升级。而在行业终端中,以摄像机为核心的泛感知单元将发挥举足轻重的作用,有数据显示,65%的行业数字化信息来自视频。

5月25日,以“创视纪|开启智能世界之眼”为主题的华为HoloSens下一代摄像机暨2020年新品发布会在杭州举行,会上发布了包括5G摄像机在内的六大重磅新品以及十大场景化解决方案。作为5G领域的领导者,华为将自身的5G优势技术与AI、光学多种创新技术相结合,使得同等覆盖情况下摄像机接入数量提升2-3倍、在丢包率10%情况下带宽利用率依然超过95%,重新定义了5G摄像机这种行业终端产品形态。

那么华为HoloSens SDC 5G摄像机又是如何做到的?且听笔者慢慢道来。

规模商用挑战:5G摄像机并非摄像机加模组这么简单

4G改变生活、5G改变社会”,为消费者带来前所未有的体验只是5G的“基本操作”,在提出之初,它便被设计为驱动各个垂直行业转型升级、为智能世界奠定基础的使能技术。国家工信部部长苗圩去年9月在国新办发布会上亦指出,5G应用将呈“二八律”分布,“绝大多数的应用将会是面向车联网、工业互联网等物与物之间的通信”。

将视线投向安防行业,可以看到随着5G网络建设的不断加快、覆盖范围的不断扩大,越来越多厂商推出了自己的5G摄像机产品,其形式也逐渐由原先的外界CPE演进到内置模组。

相较于传统的摄像机和视频监控系统,5G超高速、超大连接、超低时延的技术特性让摄像机从固定走向移动,可以覆盖到原来有线无法到达的地方,实现全面覆盖;摄像机成为各类传感的入口,可以实现多维数据协同,从单机智能走向全息感知、从后知后觉走向通感联觉;加上各种智能终端如无人机、机器人、AR眼镜等,使得原来很多需要现场作业的工作,远程的全息临场得以实现。

然而,是否摄像机加上5G模组就能被称作5G摄像机?答案是否定的。华为机器视觉在开发5G摄像机之初,就与5G网络应用实验室(XLab)以及海思芯片部门成立联合团队,对5G网络下摄像机部署效果进行验证,期间发现了不少问题。

比如无线网络上下行不均衡,上行带宽在300Mbps左右且带宽随半径非线性衰减,在400m的覆盖边缘上行带宽仅有60Mbps左右,这对于摄像机视频上行带宽优化提出了很高的要求。再比如摄像机数据发送有I帧(全量信息)和P帧(变化信息),一台1080P的摄像机I帧可以达到20Mbps,当多台摄像机同时发送I帧时对于网络的要求极高,容易出现浪涌,从而导致卡顿、花屏等问题。此外,传统的TCP传输机制,在网络拥塞时会启动拥塞避免机制,进入慢启动状态,影响带宽利用率。可以说这些问题如果无法得到解决,5G摄像机的规模部署将变得事倍功半,行业数字化进程也将因此受到极大的影响。

重新定义产品形态:来自5G领导者的5G摄像机

伴随2020珠峰高程测量工作的展开、中国测量登山队的正式登顶,近来“5G上珠峰”一事引发全国热议,而运营商珠峰选择的合作伙伴就是华为。

2009即着手研究、“十年磨一剑”的华为是5G领域当之无愧的领导者。截至今年2月,该公司已获得91个5G商用合同,5G Massive MIMO AAU(Active Antenna Unit)模块发货超过60万个。在5G核心标准贡献上,其5G NR提案数占比超过20%,为全球第一。同时,华为不仅全球率先推出了端到端、全场景5G产品及解决方案,亦是业界第一家为垂直应用领域提供5G工业模组的供应商。过于优异的5G技术实力,甚至成为其遭受美国政府打击的“原罪”。

通过将5G优势技术、AI和光学等创新技术与对安防等行业的深刻理解融为一体,华为机器视觉以“智能流控、智能编码、极致传输”对5G摄像机进行了重新定义,推出HoloSens SDC 5G摄像机。值得一提的是,它同时支持NSA/SA两种5G组网方式,充分兼顾了现阶段快速部署与未来演进。而通过与同样来自华为的网络的协同,表现更优。

据华为机器视觉领域总裁段爱国介绍,在智能流控方面,HoloSens SDC 5G摄像机优化了I帧码率,确保码流平滑发送,降低突发流量影响。它针对5G 5ms的发送时间窗特点,通过流量整形技术,根据发送队列长度及时调整编码器码控参数和发送参数,保证发送数据不堆积,从而实现I帧码流降低40%。

在智能编码方面,HoloSens SDC 5G摄像机采用 H.265+基于AI的ROI编码技术,带宽占用平均降低50%。通过深度学习算法,摄像机可以自动区分前景与背景进行细粒度编码优化,对背景区域量化压缩,降低总体码率。

在极致传输方面,HoloSens SDC 5G摄像机应用了华为拥有专利的Fillp传输技术,10%丢包场景下视频传输依然流畅。相比TCP传输机制在网络拥塞情况下带宽利用率严重下降,Fillp基于高效的重传机制和创新的丢包检测算法,对延时增长或丢包率增加不敏感。实测在网速1Gbps、时延100ms、丢包率10%的场景下,TCP吞吐量下降到1.8Mbps而Fillp吞吐量仍有946Mbps,两者相差数百倍。

在上述黑科技加持下,HoloSens SDC 5G摄像机在同等覆盖情况下摄像机接入数量提升2-3倍、在丢包率10%情况下带宽利用率依然超过95%,适用于港口、矿山、高端制造、农牧业、公共交通等多个场景。但在价格上它并不比市面上的5G摄像机高多少,用段爱国的话说,致力于做到“好用不贵”。

未来不止于安防:做智能世界的眼睛

华为从2G时代的跟随者、3G时代的主要竞争者、4G时代进入领先者阵营,最终在5G时代成为全球领跑者。而从跟随者成为领跑者的一个关键因素,就是当这家公司看准了某个战略方向之后,便会压强资源投入,通过持续深耕赢得未来。

尽管华为2012年就入局了安防市场,但真正开始发力还是在最近两年。它在2018年提出了“软件定义摄像机SDC”的全新理念,重新定义了智能时代下的安防摄像机的全新架构,通过软件能力赋予摄像机不断迭代演进的生长能力,牵引了产业升级方向,也引发了市场的追捧。

除了5G摄像机,华为机器视觉此次还发布了以HoloSens SDC下一代摄像机为首的五大重磅新品。其中,下一代摄像机以“四无”突破了时空限制——利用VideoX子母机自组网+光储一体化模块,“无网”、“无电”,部署更灵活;基于SuperColor+技术,实现从全彩图片到全彩视频,“无光”下昼夜同视;通过“无现场运维”设计,释放人力,减少运维成本。此外,其 “生态仓”设计突破感知边界,支持全类型传感器接口,实现灵活的生态互联。这些特征不仅解决了传统摄像机易受环境约束的难题,还进一步考虑到了行业数字化转型中信息零散、数据割裂等问题,让人们更快迈向智能世界,有望再次成为产业发展风向标。

当被问及在安防市场上的目标时,段爱国回以“今年肯定做到前三,目标五年内做到第一”。按他的说法,不做第一对不起“华为”这两个字;但同时亦强调,华为机器视觉的未来不止于安防,而是放眼数字化转型下的千行百业。

今年年初,华为智能安防正式更名为华为机器视觉。据介绍,这不是一次简单的名称变化,而是体现了这块业务全新的战略定位——将机器视觉类比于移动互联网智能手机,是智能世界的“端”,是“万物感知入口、行业数字化抓手、智能世界的眼睛”。依托华为扎根千行百业的势能,机器视觉会获得与更多行业场景结合的可能。当机器视觉与自然语言处理、边缘算力、其他智能终端传感器结合,千行百业的数字化转型将真正进入快车道;机器视觉与生活、娱乐、通信、生产、安全的深度结合,将是一个千亿美元的巨型市场。

“华为机器视觉的梦想是‘用智慧之眼感知万物,点亮智能世界’,将不断引入华为公司各领域的黑科技,为客户提供具有竞争力的‘全息感知’和‘端边云’协同解决方案,成为机器视觉产业领导者。”段爱国在采访中展望道。

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