陳朝武
——全力打造國家級工程實驗室平臺，提升視頻圖像智能分析與應用能力，推動產業進步發展

本刊 張曉多

陳朝武

1956年出生，工學碩士，一級警監，二級研究員。公安部第一研究所原副所長。現任視頻圖像信息智能分析與共享應用技術國家工程實驗室主任；全國安全防范報警系統標準化委員會（TC100）副主任；公安部計算機與信息處理標準化技術委員會副主任；中國智慧城市專家委員會專家；中國建筑業協會智能建筑專業委員會專家。安防行業及信息化應用領域知名專家、學術帶頭人。享受國務院特殊津貼。

曾主持設計并組織完成了多項國家級、部級科研項目及大、中型重要安防及信息集成應用系統工程項目。多次獲得國家級、部級科技進步獎。獲得幾十項專利及軟件著作權。她主持完成的“十一五”、“十二五”國家科技支撐計劃等重大科研項目，均順利通過驗收，并應用于公安實戰中。其中，《視頻共享集成研判系統關鍵技術研究及應用》項目，依靠自主創新，成功突破了制約大規模視頻聯網的技術瓶頸，填補了我國《視頻監控聯網》技術標準的空白，于2014年獲得國家科技進步二等獎。

作為第一起草人，她主持制定了多項國家和行業標準，成績顯著，2010年獲國家質檢總局和國家標準委頒發的“中國標準創新貢獻獎”。多年擔任安全防范報警領域國際標準化專家，積極參加國際標準制定工作，2008年、2011年被IEC/TC79（國際電工委員會/報警系統技術委員會）連續聘為主席特別顧問（CAG），2014年獲IEC 1906獎。

近年來，隨著科技發展的日新月異，人工智能和大數據已經上升成為我國的國家戰略，公安視頻智能分析也迎來了高速發展的新時代。為了加快推進公安視頻智能分析技術和共享應用的快速發展，2016年11月15日，國家發改委正式批復成立了“視頻圖像信息智能分析與共享應用技術國家工程實驗室”。實驗室的研究和發展方向如何？它的成立和發展對行業具有怎樣的意義和影響？當前我國公安視頻智能分析在技術和應用的發展上存在著哪些困難？帶著這些問題，我們邀請到視頻圖像信息智能分析與共享應用技術國家工程實驗室主任陳朝武，請她為大家一一解讀。

記者：請您為我們介紹一下我國公安視頻智能分析的特點。當前在該領域的技術和應用上存在哪些難點？

陳朝武：總的來說，公安視頻智能分析的特點是更加強調系統的可用性和實戰能力。在理論研究或學術研究中，視頻智能分析的算法和技術研究，一般是在比較理想的實驗室條件下進行的，在一些假定和邊界條件下，算法的準確率會很高。但在公安的視頻分析破案實際應用中，由于和案件相關的監控視頻圖像的內容復雜多變，無處不在，監控采集設備的使用環境也很惡劣，無時不有，和實驗室研究環境差別很大，算法的準確性往往達不到預期，魯棒性也大大下降。公安領域的視頻智能分析和實戰應用，追求的是將理論與學術研究同公安實際需求相結合，讓學術研究成果走出實驗室，應用于監控視頻中，真正解決現場應用環境適應性等技術難題。這樣不斷將研究成果運用到公安實踐中去檢驗，用實際數據去檢驗算法和系統的實效性，反過來優化模型和算法，不斷迭代優化，循環往復，才能得到真正實用的產品和系統，才能逐漸使視頻智能分析真正成為服務公安工作的利器。

近幾年，隨著深度學習及IT等新技術的迅猛發展，視頻智能分析在理論算法上已經得到了顯著提升。同時，視頻的廣泛應用推動了視頻智能分析應用的持續深入，也促進了視頻智能分析方法的不斷改進。當前，我國公安視頻智能分析的難點主要體現在三個方面：

首先，攝像機采集端的技術難點是要適應寬動態、低照度和高清晰的要求；其次，大數據應用系統方面的難點主要在于，面對龐大的視頻數據量，如何進行準確的分類及分析。視頻分析是一個復雜的系統工程，不是由一個算法或一個產品單獨完成的。用戶認可的是整個應用系統的體驗效果好，也就是說，用戶在視頻智能分析綜合應用平臺上希望能夠快速找到其想要的特征內容、圖片或原始視頻，這就要求整個應用系統比較優秀，這其中的技術難度還是相當大的，需要繼續攻堅克難；第三，市場維度的擴大和不斷變化的用戶需求也是視頻智能分析面臨的一個巨大挑戰。視頻的數據量實在太大了，市場和用戶對信息化應用的產品，尤其是視頻大數據挖掘深度的需求是隨著技術的發展不斷提升的，并且這種提升是無止境的。

記者：未來我國公安視頻智能分析應用的發展趨勢如何？同國際上相比我國的優勢在哪里？推動視頻智能分析技術發展的關鍵何在？

陳朝武：如何解決剛才提到的這些技術難點，就是公安視頻智能分析應用在未來發展的走勢。我國公安視頻智能分析在未來將會向著解決視頻實時分析、深度挖掘和探索更廣泛的應用方向發展。

美國的視頻分析、人工智能在人才、基礎理論的研究方面有優勢，算法的創新也大多在美國。美國公司，尤其是互聯網公司對視頻分析、人工智能等技術的研發投入和重視程度也普遍高于我國的互聯網公司。我國的優勢主要體現在數據上，視頻監控和人工智能的技術發展對數據的依賴性較強，擁有廣泛的監控視頻資源和多年的安全技術防范工程建設經驗是我國得天獨厚的數據優勢，這些數據用來訓練機器學習，訓練智能視頻分析算法和模型，可以訓練出非常有價值的結果。

大力推動視頻智能分析技術的關鍵在于芯片的快速發展。目前，芯片的集成度越來越高，功耗越來越低，這使我們在芯片級就能做很多事情。算法模型在芯片級的實現，在未來會有一個非常強的走勢。一個前端嵌入式采集設備的關鍵指標取決于芯片的運算能力和速度。芯片的算法、算力提升，使我們的視頻智能分析能夠達到實時處理，這必須通過芯片來完成。芯片技術經過多年的發展和突破，已經得到了很大的提升。有了芯片級的本質提升，就會出現產品小型化，系統的快速比對和更多的實時智能分析應用，這必將推動我國公安視頻智能分析產品和系統更快的走向成熟。

智能視頻一定要與行業應用緊密結合，才能形成真正有效的行業智能，才能推進智能視頻應用與實體經濟融合。而推進行業智能需要多方發力，包括加強基礎研究，提升創新能力，突破核心技術；培育領軍人才，開展應用示范；建立國家行業智能化應用服務平臺等等。

快速推進行業智能視頻應用，既需要人工智能視頻分析技術層面的突破，也需要加快行業應用的落地；既要樹標桿，也要搭平臺。培育行業智能領軍企業有助于在重點行業推動應用示范，而搭建國家級行業智能應用平臺則有助于支持中小企業智能化。

記者：當前，實施公安大數據戰略已經成為公安工作的一項“龍頭工程”。作為公安大數據的一部分，視頻大數據具有怎樣的特點？近些年我們針對視頻大數據的研究做了哪些相關工作？它的共享和應用的價值體現在哪里？

陳朝武：當前，我國各行各業都在積極推動實施大數據戰略。趙克志部長強調：“要大力實施公安大數據戰略，著力建設智慧公安，打造數據警務”。視頻大數據作為公安大數據的重要組成部分，其特點是冗余度大。與數字、文本、音頻等其他數據相比，視頻數據所占數據量最大，分析技術最難，涉及技術領域最廣，同時，它的共享應用內容最豐富，挖掘價值也是最大的。

對于視頻大數據的研究，從“十一五”到現在，我們已經走過了十幾年的歷程。“十一五”期間，我們主要研究的是視頻資源的匯聚，建成一個全國視頻遠程大規模聯網應用系統，聚合視頻資源是為了讓大家能夠夠得到、用得上這些寶貴的、多年建設起來的遍布在各地各處的視頻資源；“十二五”期間，我們主要致力于視頻智能分析的研究，研究如何提取視頻內容中的有價值信息，為視頻大數據的深度挖掘共享應用做技術儲備，對視頻解析、測試系統和綜合應用平臺進行深入研究；到了“十三五”階段，我們和業界一同進入視頻大數據智能分析及深度應用新時代。由于視頻技術的不斷發展，人們對視頻數據應用需求不斷升溫。對視頻深度挖掘的應用研究是永無止境的，到了“十四五”大家仍然還會繼續研究。

目前，我國的視頻監控數據來源主要分為三類：一類是公安和政府部門掌控的重點要害部位的視頻數據；一類是來自各個行業（如教育、銀行、醫院等）的視頻數據；還有一類是社會自有或個人的視頻數據資源。不同類別的視頻數據因為建設部門或掌管應用的部門不同，其管理方式有很大區別。如何根據視頻數據的應用需求和使用策略，建立起合理、易用的視頻數據分類和多種專題應用庫，以方便使用者查找使用，使用戶能夠更快速的得到更精準的查找目標或關注內容，這是我們追求的目標，也是視頻大數據應用價值的體現。

關于視頻大數據的共享和應用，我們設想，有一天，通過科研人員和廣大用戶的共同努力，能夠實現對視頻大數據更好的凝練、分析、分類、挖掘、查找，使視頻數據能夠像其他數據一樣成為一種沒有冗余度的、有價值的視頻資源，呈現給用戶。把有價值的視頻數據以特征值或者有內容的圖片等多種形式，作為有用資源提供給公安及整個社會公共安全，用以提供更好的視頻數據服務，這就是我們研究視頻大數據應用的科研工作者的追求。

記者：我們了解到，為了推動視頻圖像智能分析技術與應用的快速發展，國家發改委批復成立了“視頻圖像信息智能分析與共享應用技術國家工程實驗室”。請您為我們介紹一下實驗室的成立背景和籌建過程。

陳朝武：公共安全視頻監控建設聯網應用，是新形勢下維護國家安全和社會穩定、預防和打擊犯罪的重要手段，對于提升城鄉管理水平、創新社會治理體制具有重要意義。近年來，各地大力推進視頻監控系統建設，在打擊犯罪、治安防范、社會管理、服務民生等方面發揮了積極作用。隨著視頻監控建設應用的不斷深入，缺乏具有自主知識產權及安全高效的視音頻編解碼技術、視頻圖像信息智能應用水平落后、視頻聯網共享及視頻大數據挖掘技術效能低下、視頻技術及應用相關的檢驗、試驗、性能評測標準不完善等問題日益突出，嚴重制約了立體化社會治安防控體系的建設和發展，迫切需要通過建設國家工程實驗室，以信息化為引領，創新體制機制，深入研究視頻圖像信息智能分析與共享應用核心技術，著力推進科研成果轉化，以確保公共安全、提升社會治安防控能力、提升人民群眾的安全感和滿意度。

在這樣的背景下，2016年2月17日國家發展改革委辦公廳和公安部辦公廳共同下發了《關于請組織申報社會治安防控領域創新能力建設專項的通知》（發改辦高技[2016]380號），要求在提升治安防控能力方面建立視頻圖像信息智能分析與共享應用技術國家工程實驗室。中盾公司迅速響應，成立了申報工作組，于2016年3月28日完成了資金申請報告的報送， 4月28日通過技術答辯獲得了視頻國家工程實驗室的入場資格。7月20日，通過了實驗室的現場評估專家會的評估審核，并于11月15日，獲得了發改委對實驗室的最終批復。中盾公司是實驗室的承建單位，共建單位為公安部第一研究所、中國科學院自動化研究所、華為技術有限公司、北京中星微電子有限公司、中山大學、杭州海康威視數字技術股份有限公司及視頻圖像智能分析與應用技術公安部重點實驗室。

視頻圖像信息智能分析與共享應用技術國家工程實驗室是國家級創新平臺，是國家發改委和公安部共同組織實施的“社會治安防控領域創新能力建設專項”支持的項目之一。視頻圖像信息智能分析與共享應用技術國家工程實驗室是我國在視頻應用研究領域設置的最高級別實驗室，是立體化社會治安防控創新網絡的重要組成部分，是銜接視頻基礎研究和產業研發的橋梁，是國家技術創新體系的重要組成部分。

記者：實驗室目前的主要研究方向有哪些？自身優勢如何？

陳朝武：目前，實驗室主要針對我國視頻分析處理能力與爆炸式增長的視頻數據量不匹配、視頻圖像信息綜合應用效能不足等問題，圍繞提升海量視頻數據智能快速分析與深度應用能力的迫切需求，建設視頻圖像信息智能分析與共享技術應用研究平臺，支撐開展前端分布式智能分析編碼、復雜網絡聯網共享、實時視頻目標檢測識別及內容理解、視頻大數據存儲檢索、業務融合視頻綜合應用、視頻安全感知防護等技術、裝備的研發和工程化。

實驗室有六個主要研究方向，分別是融合智能與安全的視頻編解碼技術、跨源跨域視頻聯網共享技術、視頻智能分析及應用技術、視頻大數據深度分析與綜合應用技術、視頻監控系統安全保護技術和視頻技術及應用評測技術。通過對以上六個方面的技術研究，從視頻圖像信息采集傳輸、分析存儲、挖掘應用的信息流需求出發，突破多種關鍵技術，包括視頻大數據的深度特征編碼處理與價值挖掘、高通量視頻流式計算分析應用、視頻圖像智能應用體系架構設計、視頻圖像分層結構化描述及智能分析、視頻監控系統安全保護、圖像信息聯網共享、跨源跨區域視頻數據匯聚與對象事件檢索等技術的研發和工程化，全面提高視頻圖像信息智能化綜合應用的能力和水平。

實驗室建設團隊在視頻圖像智能分析與共享應用技術領域，在標準編制、產品研發及測試、視頻監控系統規劃、設計及測評等方面積累了豐富的經驗，先后獲得近200項科研成果，獲多項國家和公安部科技進步獎，承擔了全國公安視頻頂層設計，完成了視頻“十一五”、“十二五”國家科技支撐計劃項目，制定GB/T28181視頻聯網、GB/T25724 SVAC編解碼以及GB/35114視頻安全國家及行業標準20多項。

記者：實驗室的建設目標有哪些？它的建設和發展對未來我國公安視頻智能分析的技術和應用將會產生怎樣的影響？

陳朝武：未來實驗室將突破視頻圖像分層結構化描述、視頻多目標檢測分類、跨場景跟蹤識別及行為分析、視頻溯源取證及前端設備防護、跨區域視頻聯網共享對象事件檢索、視頻圖像智能分析算法檢測評估等方面不少于15項關鍵技術。實現視頻編解碼算法性能提升20%、智能分析算法綜合性能提高15%，建立功能和性能評測圖像庫覆蓋車型款式種類不少于3000種。主編或參與編制國家及行業標準不少于15項，申請發明專利不少于10項、軟件著作權不少于20項。實驗室的建設成果將會有力推動視頻圖像信息智能分析與共享應用領域的技術進步和產業化發展。

實驗室建設發展的意義和影響在于：首先，實驗室將突破我國在視頻資源智能應用和共享方面的技術瓶頸，形成相關的技術手段、產品和系統，對于促進我國社會治安防控領域中視頻資源的高效利用，全面提升視頻圖像智能應用的能力與水平具有重要意義。

其次，實驗室將針對視頻資源利用中的關鍵環節，從技術、產品、產業化等方面進行安全風險分析，開展包括技術、系統、平臺、標準等方面的研究與試驗攻關，有望取得一批具有自主知識產權的技術、產品、標準等，從根本上提升我國視頻圖像智能應用的安全水平。

第三，實驗室通過對跨源跨域視頻聯網共享技術的研究，研制跨區域視頻共享服務平臺，編制共享技術規范，整合各類視頻圖像信息資源，可拓展政府、民眾對視頻圖像信息的綜合應用，形成公共安全視頻信息綜合應用支撐環境，逐步建立健全公共安全跨部門、跨地區視頻圖像信息采集共享服務體系，增強立體化綜合防控效能，進一步提升民眾在公共區域的安全感、滿意度，全面提升視頻共享應用服務能力。

實驗室將為視頻圖像信息智能分析與共享應用技術研究提供研發、檢驗、試驗、性能評測和示范實驗平臺；提高我國視頻圖像信息智能分析與共享應用技術自主創新能力，促進相關產品標準研究制定；促進視頻圖像信息智能分析與共享應用技術成果轉化和相關產業化發展；構筑視頻圖像信息智能分析與共享應用領域高水平研發人才培養基地。實驗室建設過程會推進AI人才培養，促進創新創業，能夠培育和引進一批引領AI發展的創新人才和團隊。實驗室成果可應用于平安中國、智慧城市、雪亮工程、立體化社會治安防控等國家重大戰略任務、重點工程，更好地為我國視頻監控行業及社會治安防控領域提供技術服務。