5G技术推进下 智能安防将取得快速发展

10月31日，在2019中国国际信息通信展览会上，工信部与三大运营商举行5G商用启动仪式，标志着我国5G商用的到来、全球规模最大的5G市场已经启动，拉开了后续国内5G网络大规模建设的序幕。

如今，5G正向我们加速走来，5G应用不仅仅局限于手机或机场，其带来的更多表现在给物联网、云计算和大数据、人工智能等带来新的变革。以视频监控图像应用为核心的智能安防即是具有代表性的应用场景之一。近年来，安防智能化发展不断深入， AI技术具有天然在安防行业落地的场景、需求和应用，并正推动视频监控等安防各个细分领域进行技术变革。在5G技术推进下，智能安防将取得快速发展。

一、5G使安防更高清、更智能

在安防行业，对清晰度的追求是行业发展的重要驱动力，从最初的标清（D1）、到目前高清（720P）、全高清（1080P），甚至于超高清（4K、8K甚至更高）。2017年AI热潮席卷而来，记录着视频安防监控从“看得见”到“看得清”再到“看得懂”的时代转变。人工智能在图像分类、图像语义分析、人脸识别、光学字符识别等计算机视觉领域表现非常突出，尤其是涉及到视频图像的结构化处理、分析方面，人工智能能够发挥其独特的优势。而图像清晰度是决定人工智能能否在行业中发挥优势的关键。这其中除了前端采集设备、后端显示设备的不断变革，传输系统的优化是另外一个难题。

就网络摄像机而言，画面传输的质量取决于网络的带宽和稳定性。一路720P的高清视频传输基本要求宽带1～2Mbps，1080P的高清视频要求带宽2～4Mbps，更别论4K和8K。但实际的无线传输带宽一直是个瓶颈，这就导致了丢包、延迟、抖动等一系列问题，严重影响了视频的流畅度和清晰度。

受限于网络带宽的影响，安防工程师们不得不调节视频码流的码率、帧率、分辨率和图像质量等参数，以实现图像质量和传输质量的兼顾。例如普遍采用的双码流技术让用户可以根据网络带宽灵活选择码流格式，达到本地高清存储、远程低码流传输的目的，这成为了对视频清晰度要求较高的行业的无奈选择。

如今随着网络带宽的提高，尤其是5G时代的来临，超高速的传输速率可让安防技术人员如释重负。5G对于视频监控数据传输的效率提升，就如同高铁对于交通运输的效率提升，将推动质的飞跃，视频图像的画面效果将越来越精细，智能处理的效果将越来精准。

5G的到来，将带动整个视频监控行业的升级，让超高清安防监控真正走进行业应用中。

首先是远程安防监控。如户外现场实时监控，尤其是春运、国庆等节假日期间，火车站、著名景点等场所人员密集，极易造成人员伤亡事故。在此部署4K/8K超清高视频监控终端，将有利于预防或及时处置人员伤亡事件。结合4K/8K超高清视频监控画面，还可以开展高准确性的人脸识别、车牌识别等应用。

其次是VR超清直播。VR赋予了安防行业巨大的创新能力，使视频系统的前后端都将获得崭新能力。首先，VR场景可以由前端的全景摄像机拼接合成，获得4K甚至更高的超精细画面，通过配套软件的后期处理让用户不仅可以进行传统的变倍、变焦等操控，还能够随时变换角度，获得更好的沉浸感；其次，VR技术可以通过前端摄像机将视频本身的“现实”与数字化计算后的“增强”信息结合起来，使用户在监控实时视频画面的同时，同步获得目标对象的其他重要数据信息；再次，VR可使监控后端的操控获得入境体验，以往的监控布控，观察者以第三视觉审视整个系统的布局，容易产生偏差，使用VR技术，观察角度不再是布局者，而是局中人，例如2018年第23届的韩国平昌冬奥会，各大转播机构采用8K和VR技术，精彩呈现了美轮美奂的雪景，如实记录了开闭幕式和大量比赛，为观众提供了沉浸式和交互式的360°画面。

再次是远程超清医疗。采用5G网络传输超清视频在医疗领域将造福广大患者。比如，在救护车上安装4K摄像机拍摄车内患者的高清视频，有助于医疗专家远程掌握患者的情况，指导车内医护人员进行急救，并根据患者实际情况提前在医院内准备手术方案和手术器材。

此外，还有商业性远程现场实时展示及街景采集。例如旅游景点可以进行旅游景点风景的远程实时展示，以便推广旅游项目；宇视的城市地图网站的街景采集采用5G网络传输城市的实时超清街景，会起到更好的指引效果。5G网络和超清视频的结合，将带来更多新的商业模式。

二、扩大多维物联

智慧安防是物联网最为重要的应用领域。物联网中的传感技术可以监测各种人为或环境指数，提示不稳定因素，及时发出预警，达到快速控制事件或有效撤离的目的，降低事故对生命和财产的损害。

应用物联网技术加强对重点地区、重点部位的视频监控及预警，可增强数据分析能力，实现公共安全事件监测。例如，利用电子标签、视频监控、红外感应等手段，可加强对危险物品监控、垃圾监测处理、可燃物排放、有毒气体排放、医疗废物、疾病预防控制等的全流程过程监测和控制。

5G具有的多维连接的特性扩大了安防监控的范围，能够为IT系统上智慧安防云端提供更多维、更全面的参考数据，从而助力安防云端做出更精确、更有效、更快速的安全防范决策。5G网络架构在软件层面更是采用了大量的云和网络虚拟化技术，可有效解决多层感知节点连接的系列问题。可以说，5G技术是天然为物联网场景应用而生。

三、促进迅捷交互

车联网技术的基础和关键技术是智能网联汽车技术（V2X），主要包括汽车与汽车（V2V）、汽车与基础设施（V2I）以及汽车与行人（V2P）等多种应用场景。车联网通信数据的密集使用和频繁交换对实时性的要求非常高，受4G无线通信技术的限制，通信时延通常达不到毫秒级，不能支持安全互联的需求。

5G的时延达到了毫秒级，满足了低延时和高可靠性需求，成为车联网发展的最大突破口。利用5G网络的低时延特性，道路使用者和路边基础设施之间可以收集并分享丰富的实时信息。例如，汽车的位置和速度，路上的自行车和行人，天气和路面条件，交通拥堵情况和其它道路障碍等。智能交通监测系统和基于AI技术的车载电脑将通过这些信息来为司机提供指导。例如，帮助司机们避免意外交通事故，或者是动态规划前往目的地的最佳路线。

5G车联网不局限于V2X的信息交互，还可应用于商业领域以及自然灾害等场景。在商业领域，商店、快餐厅、酒店、加油站、4S店等场所将会部署5G通信终端，当车辆接近这些场所的有效通信范围时，可以根据车主的需求快速地与这些商业机构建立ad hoc网络，实现终端之间高效快捷的通信，从而可以快速订餐、订房、选择性地接收优惠信息等，且在通信过程中不需要连接互联网。这将取代目前商业机构中蓝牙或者Wi-Fi通信方式，也将带动一个新的大型商业运营模式的产生与发展。在地震、泥石流等自然灾害发生地区，当通信基础设施被破坏、无法为车载单元提供通信服务时，有相当数量的人可能是正在车辆上或正准备驾乘车辆离开，5G车载单元可以在没有基础设施协助的情况下，通过基于单跳或多跳的D2D方式与其他5G车载单元通信。另外，5G车载终端也可以作为通信中继，协助周边的5G移动终端进行信息交互。

四、赋能智慧城市大安防

随着5G的到来，每个物品都可以加装芯片，信息的采集和交互变得越来越容易，信息孤岛将不复存在。另一方面，MEC、微云、雾计算等边缘计算架构越来越完善，计算负载在海量节点之间的快速分割、调度和迁移变得越来越频繁。

5G技术的超高带宽、超多连接、超低时延的典型特性恰到好处地满足了时代的需求，正在助推以大安防为核心的智慧城市各细分领域的应用快速落地。