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2018年05月28日 | 浅谈从NPU芯片看视频监控的智能化发展
2018-05-28
近几天，“长征七号首飞”刷爆了各大媒体版面，随着昨晚的成功发射，这一场兴奋狂欢更是被激发到最高点。在激动自豪之余，大家也不要忽略一个重大消息：中国首款嵌入式神经网络处理器（NPU）诞生。这可是智能化行业的一大喜讯，对于视频监控领域来讲更是具有跨时代意义。
NPU是何物？它颠覆了什么？
在对NPU进行大解析之前，大家可能要费心听笔者起底一下AlphaGo与李世石的精彩人机大战了。很多人对AlphaGo的获胜表示惊叹、敬畏，却对它胜利的“武器”不甚了解。其实，AlphaGo获胜的本质在于其对人脑生物机理的深度学习算法熟谙于心。
那么什么是深度学习呢？深度学习，是源于对生物人脑机理的仿生学研究而形成的一种人工智能算法。通俗来讲就是指计算机通过深度神经网络，模拟人脑的机制来学习、判断、决策，目前人脸识别、语音识别等使用的就是这种方法。需要强调的是，深度学习需要超强的计算系统运算能力作为支撑，而这种运算能力离不开处理器的发展，也就和笔者今天要讲的NPU有很大联系。
目前，AlphaGo使用的处理器是在其他领域通用的CPU处理器。这种普通的处理器虽然通用，但却不专业。据了解，2010年谷歌仅是为了训练一个识别猫脸的深度学习神经网络，就使用了1.6万个处理器。更不用说在围棋上战胜了人类的AlphaGo。未来人工智能要想利用CPU来实现像人脑一样的千亿个神经元网络，恐怕不是长久之计。因此，一种可以将深度学习系统做到小型化，并且能用在嵌入式系统中的处理器——NPU应运而生。
与跑大型算法模型较为吃力的CPU不同，NPU处理器的信息处理能力比CPU要高出100倍甚至1000倍。据介绍，NPU采用了“数据驱动并行计算”架构，颠覆了CPU所采用的传统冯·诺依曼计算机架构。这种数据流类型的处理器大大提升了计算能力与功耗的比率，特别擅长处理视频、图像类的海量多媒体数据，使得人工智能在嵌入式机器视觉应用中可以大显身手。据中关村高新技术企业中星微首席技术官张韵东介绍，如果形象地将CPU的数据传递模式比作“千军万马过独木桥”的话，那么NPU就是在凌晨无人的24车道给数据大开绿灯，不仅高效还低功耗。
从这个意义上来理解，也就是说NPU芯片是智能硬件未来不可或缺的一部分，有了它才算有了敦实可靠的智能计算平台。
NPU如何引领视频监控发展？
当然，NPU带来的变革可不止将CPU取而代之这一点，它的出现意味着视频监控行业的发展正式跨入智能时代。
上面笔者已经提到过，NPU擅长处理视频、图像类的海量多媒体数据，因此视频监控行业将是它充分发挥特长的主要领域。众所周知，视频监控是一个相对融合的系统，覆盖的范围很广，再加上高清视频的编解码能力不断提高，导致视频监控产生指数级增长且复杂的数据。要对这些繁杂的数据进行“解码”，就需要更加智能的分析方式。
需要注意的是，在摄像头中装上NPU芯片，就像给“眼睛”配备了IQ爆表的大脑一般。它可以通过学习训练，不断提高自己的智商，并且逐渐增加识别种类。经过深度学习后，它能够把感兴趣的事件以数字标签的方式录到视频的码流里。如果我们要查找某个信息，只需要在后台智能检索，而不需要依靠人工观看视频的方式。也就意味着，未来我们可以像搜索文字一样，对视频中的内容进行“长头发、戴眼镜、挎包”等定为位搜索。
需要注意的是，除了实时搜索，NPU芯片还能将已经拍摄的信息存在码流中，需要时可以随时根据特征检索，或是用“以图搜图”的方式，用一张图把类似的图全找出来。
从数字时代跨入入智能时代，视频监控蕴涵着无限的商机，有了NPU芯片的加盟，就好比拥有一张技能开挂的“通关神卡”。据了解目前NPU已成功在视频监控领域实现产业化，下一步将广泛应用于智能驾驶辅助、无人机、机器人等嵌入式机器视觉领域。
结语：过去，业内无限憧憬人工智能在视频监控领域的发展，但是很遗憾缺少了可实现的硬性“武器”。如今有了NPU的倾情加入，在硬件上可以说是如有神助。未来，如何在NPU的支持下，设计出更具有市场前景的产品，那就看安防企业各显神通了。
史海拾趣
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