增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)以及在各行業(yè)的應(yīng)用 - 全文

　　除了看清楚你自己的世界，還可以親身體驗(yàn)別人的世界，這就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)帶來的沖擊效果之一。這一技術(shù)可以說是安防行業(yè)發(fā)展的新機(jī)遇。從事視頻監(jiān)控的工作人員經(jīng)常遇到一些麻煩，例如從監(jiān)控畫面看到遠(yuǎn)處的可疑人物的旁邊有一個更近的攝像頭，卻不知怎樣從系統(tǒng)中調(diào)取這個攝像頭的圖像;看到監(jiān)控畫面中的大樓某個房間有人正在扒竊，卻不知道該大樓的名字和某個房間號，報警時也說不清楚，耽誤了出警警員趕到現(xiàn)場的寶貴時間，看到案發(fā)現(xiàn)場旁邊就有一家銀行，如果能立即通知銀行里的安保人員，加以協(xié)助，就能阻止案件的惡化，保護(hù)當(dāng)事人。這一切，在“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”攝像機(jī)面世之前都只能是一個夢想。高新興深入到一線，深入到基層，提出創(chuàng)造性的解決方案，推出了“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”攝像機(jī)?！霸鰪?qiáng)現(xiàn)實(shí)”攝像機(jī)是高新興研制的高端智能攝像機(jī)，它將實(shí)時視頻的“現(xiàn)實(shí)”與數(shù)字化標(biāo)簽“增強(qiáng)”信息結(jié)合起來，使監(jiān)控用戶在監(jiān)控實(shí)時視頻畫面時，就能第一時間獲得目標(biāo)對象的信息。

　　只要是攝像機(jī)視野范圍內(nèi)的目標(biāo)，都可以添加標(biāo)簽，使之“現(xiàn)實(shí)”增強(qiáng)化，一個城市內(nèi)的所有攝像機(jī)聯(lián)網(wǎng)起來，就相當(dāng)于把整個城市的信息都裝進(jìn)了攝像機(jī)內(nèi)。如果全世界的攝像機(jī)都能聯(lián)網(wǎng)，就相當(dāng)把整個地球的信息都裝進(jìn)攝像機(jī)了。

　　“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”不僅帶來視頻畫面的立體化

　　“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”攝像機(jī)是高端智能攝像機(jī)，它將實(shí)時視頻的“現(xiàn)實(shí)”與數(shù)字化標(biāo)簽“增強(qiáng)”信息結(jié)合起來，使監(jiān)控用戶在監(jiān)控實(shí)時畫面時，就能第一時間獲得目標(biāo)對象的信息。只要是攝像機(jī)視野范圍內(nèi)的目標(biāo)，都可以添加標(biāo)簽，使之“現(xiàn)實(shí)”增強(qiáng)化，一個城市內(nèi)的所有攝像機(jī)聯(lián)網(wǎng)起來，就相當(dāng)于把整個城市的信息都裝進(jìn)了攝像機(jī)內(nèi)。如果全世界的攝像機(jī)都能聯(lián)網(wǎng)，就相當(dāng)于把整個地球的信息都裝進(jìn)攝像機(jī)了。

　　增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，AR（AugmentedReality），是一種全新的人機(jī)交互技術(shù)，利用這樣一種技術(shù)，可以模擬真實(shí)的現(xiàn)場景觀，它是以交互性和構(gòu)想為基本特征的計算機(jī)高級人機(jī)界面。使用者不僅能夠通過虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)感受到在客觀物理世界中所經(jīng)歷的“身臨其境”的逼真性，而且能夠突破空間、時間以及其它客觀限制，感受到在真實(shí)世界中無法親身經(jīng)歷的體驗(yàn)。嚴(yán)格說，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)有三個要素：1.結(jié)合虛擬與現(xiàn)實(shí);2.即時互動;3.3D定位。要達(dá)到AR的虛實(shí)結(jié)合使用者必定得透過某種裝置來觀看。早先大部分的研究主要是透過 HMD（Head-MountedDisplay;就是頭罩式的裝置），技術(shù)大概分成光學(xué)式（Optical）與影像（Video）兩種，前者是一種透明的裝置（像是柯南的眼鏡之類），使用者可以直接透過這層看到真實(shí)世界的影像，然后會有一些另外的投影裝置把虛擬影像投射在這層透明裝置上。

　　另外一種是不透明裝置，使用者看到的是由電腦處理好、已經(jīng)虛實(shí)結(jié)合的影像。最近幾年開始流行起來的智能手機(jī)，改變了AR的樣貌。頭戴式的HMD還是太麻煩了，而智能手機(jī)同時具備電腦計算能力、錄影、影像顯示，還有GPS、網(wǎng)路連線、觸控、傾斜度偵測等等的額外功能，價格也逐漸平民化，于是在智能手機(jī)為平臺的AR研究越來越多。

　　“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”在攝像機(jī)領(lǐng)域是一個全新的概念，普通攝像機(jī)反映的是“現(xiàn)實(shí)”，這種現(xiàn)實(shí)由于缺少附加性的信息，給監(jiān)控畫面的安保人員帶來了極大的困惑。為了解決這些問題，需要在“現(xiàn)實(shí)”的基礎(chǔ)上進(jìn)行“增強(qiáng)”，給實(shí)時監(jiān)控畫面添加名稱、經(jīng)緯度、方位角、距離、位置、歷史案例描述、聯(lián)系方式等等信息，這些輔助能屏幕前的安保人員及時有效地處理視頻畫面捕捉到的異常、突發(fā)情況。

　　Google數(shù)字地球，其實(shí)也屬于“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”的領(lǐng)域，通過對地球上的所有物件可視化、數(shù)字化，并附加上地點(diǎn)、位置、圖片等信息，使用戶獲得“超現(xiàn)實(shí)”的使用體驗(yàn)。

　　高新興研制推出的“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”視頻系統(tǒng)，將實(shí)時視頻的“現(xiàn)實(shí)”與數(shù)字化標(biāo)簽“增強(qiáng)”信息結(jié)合起來，使監(jiān)控用戶在監(jiān)控實(shí)時視頻畫面時，就能第一時間獲得目標(biāo)對象的信息。只要是攝像機(jī)視野范圍內(nèi)的目標(biāo)，都可以添加標(biāo)簽，使之“現(xiàn)實(shí)”增強(qiáng)化，一個城市內(nèi)的所有攝像機(jī)聯(lián)網(wǎng)起來，就相當(dāng)于把整個城市的信息都裝進(jìn)了攝像機(jī)內(nèi)。如果全世界的攝像機(jī)都能聯(lián)網(wǎng)，就相當(dāng)把整個地球的信息都裝進(jìn)攝像機(jī)了。

　　在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)高度同質(zhì)化的市場背景下，高新興推出的“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”攝像機(jī)，創(chuàng)造性地運(yùn)用視頻技術(shù)、電子地圖、富文本、虛擬數(shù)字羅盤等前沿技術(shù)，開創(chuàng)了網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的一個全新產(chǎn)品形態(tài)，切切實(shí)實(shí)解決了最終用戶的大量實(shí)際問題。

　　增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的多種應(yīng)用

　　增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在各行各業(yè)中都有出色的表現(xiàn)。

　　物體身份信息顯示畫面中車輛行進(jìn)方向。假設(shè)視頻監(jiān)控顯示屏上有一條公路，上面有車在跑。作為看視頻圖像的人員，根本不知道這條路哪邊是東哪邊是西，無從知曉這輛車是往什么方向去。除非你是對當(dāng)?shù)丨h(huán)境非常熟悉的片警，而且一看畫面就知道方向。但是絕大部分觀看的人員都不知道。這是一個大問題。

　　畫面中行人行進(jìn)方向。比如視頻里有一排樓，有很多飯館。如果有一個嫌疑人跑進(jìn)了其中某一棟樓，看普通監(jiān)控視頻的民警不可能馬上知道是哪一棟樓，如果搞清楚了再去部署抓捕的話，會浪費(fèi)大量的時間。而在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的攝像機(jī)畫面里面就有所有物體的信息。這棟樓叫什么名字，這家店叫什么名字，這條路叫什么名字是什么方向。有了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的功能，看視頻的時候就能看到更多的信息了。民警辦案的效率將越來越高。

　　在工廠中的應(yīng)用。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)除了在平安城市里面應(yīng)用，在各行各業(yè)中都可以得到很好的應(yīng)用。舉個例子，工廠的生產(chǎn)線非常忙碌，生產(chǎn)線很長，上面站了很多的工人，現(xiàn)在我用一臺增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)攝像機(jī)看著這條線，并且在每一個工位上都標(biāo)上名字。管理者通過觀看著畫面就知道誰在崗、誰不在崗了。

　　在商場中的應(yīng)用。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在室內(nèi)的應(yīng)用也有優(yōu)勢。比如商場，一般在過道里面都裝著半球，過道的兩邊都會有很多的商戶?，F(xiàn)在有一個小偷，偷了錢包，向前跑去然后右轉(zhuǎn)進(jìn)一家商鋪了，這個時候你知道他跑進(jìn)哪家店了嗎？因?yàn)槟壳暗臄z像機(jī)畫面是2D的，沒有深度感，因此無法判斷小偷跑進(jìn)了哪家店鋪。但是如果在畫面里清晰標(biāo)明各店鋪的名稱，觀看視頻的人馬上就能判斷出小偷跑到哪里去了。

　　信息可選擇性開啟

　　傳統(tǒng)OSD影響畫面。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的視頻畫面是跟傳統(tǒng)的字符疊加完全不同的。傳統(tǒng)畫面里的時間字符，是內(nèi)嵌在畫面里面的。雖然增強(qiáng)系統(tǒng)畫面上有這么多的數(shù)據(jù)信息，擋著了不少地方，但是只要一個按鈕，就全關(guān)掉了，再點(diǎn)一下，就顯示出來了。這個數(shù)據(jù)不是內(nèi)嵌在視頻里面的，而是在視頻上面一層。

　　可根據(jù)興趣或需求顯示內(nèi)容。當(dāng)然，不僅僅是可以全部關(guān)閉和開啟。還可以根據(jù)用戶個人的工作需要，選擇性的開啟某些信息。也許你只想看樓房的名字，也許你只想看經(jīng)緯度，也許你只想看儀表數(shù)據(jù)。這些選擇性全部都會保存在你的用戶配置文件中的。

　　平臺應(yīng)用

　　平臺級標(biāo)簽搜索定位。這套系統(tǒng)不加平臺就能實(shí)現(xiàn)這么多的功能特性了。如果加上平臺就更多的花樣了。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的推出，將極大地促進(jìn)110報警平臺的工作。

　　假設(shè)一位市民在一家餐廳吃飯，錢包丟了。這個時候他打110報警。接警員會問他發(fā)生什么事情了，人在哪里，然后派警察過來。按照目前的正常情況，他還會在接下來的半個小時里面接到幾個問路電話，然后才能看見警察來到現(xiàn)場。除非片警對案件發(fā)生的區(qū)域非常熟悉，才有可能在10分鐘內(nèi)趕到。誰能輕松地找到一家小餐廳呢？

　　現(xiàn)在不一樣了，丟錢包的人打通110，說我在XX路XX飯店門口。接線員就可以把他說的XX路和XX飯店的字樣敲進(jìn)系統(tǒng)里面。剎那間，所有能看到報案者的、能動的攝像機(jī)都全部轉(zhuǎn)過來對準(zhǔn)他。然后110接線員這樣告訴他：“我已經(jīng)看到你了，請繼續(xù)講。”原來要花半個小時才能等到警察，現(xiàn)在可能只要5秒鐘警察就能看到案發(fā)周圍的情況了。原理簡單地說就是以標(biāo)簽為中心轉(zhuǎn)動攝像機(jī)的功能。只需要在后臺輸入報案者所說的街道名稱和飯店名稱，后臺就會自動在系統(tǒng)中搜索匹配的標(biāo)簽，找到它以后，球機(jī)都自動轉(zhuǎn)過去看著他了，他正站在那標(biāo)簽下面打電話。當(dāng)然，在平臺里面使用時，有可能有多個攝像機(jī)都有這個標(biāo)簽，那就更好了。多個攝像機(jī)在第一時刻，同一時刻一起轉(zhuǎn)過來從多種角度看著案發(fā)周圍以及報案人。

　　監(jiān)控?zé)o死角覆蓋。所有的精確定位都依賴于攝像機(jī)身上的傳感器。一旦有了這些傳感器，監(jiān)控人就能清楚地知道攝像機(jī)正在看著什么方向。這一點(diǎn)運(yùn)用在平安城市中就能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的無死角覆蓋。

　　在平臺的電子地圖上，每個攝像機(jī)都有一個扇形，標(biāo)識著它當(dāng)前實(shí)時的監(jiān)控方向。從電子地圖上，一眼就可以看出哪個地方?jīng)]有被攝像機(jī)覆蓋到，是否需要增加攝像機(jī)。如果設(shè)置一個球機(jī)，不停地轉(zhuǎn)動，我們可以看到它的扇形也在地圖上轉(zhuǎn)動。做平安城市設(shè)計的人或?qū)崙?zhàn)的公安會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)球機(jī)轉(zhuǎn)到某一個方向時，它的背后就是一片盲區(qū)，沒有任何別的攝像機(jī)能幫它補(bǔ)盲。

　　實(shí)戰(zhàn)布控。這在實(shí)戰(zhàn)布控抓捕時非常有用。假設(shè)在電子地圖上，一嫌疑人開著車從左邊向右邊開過來，在右邊某處是有一個攝像機(jī)的?？墒沁@個攝像機(jī)根本就沒有看著左邊。怎么辦？現(xiàn)在簡單了，在地圖上面拉一個框，讓框里面的攝像機(jī)全部向左邊看。這時所有球機(jī)前面的扇形區(qū)域，慢慢都轉(zhuǎn)動到左邊來了。而這是以前根本辦不到的事情，只能點(diǎn)進(jìn)畫面里面去看看是什么方向，還不一定看得出來。看出來后，還得手一步一步的轉(zhuǎn)動云臺。

　　3D全景融合?，F(xiàn)在國內(nèi)有幾家企業(yè)正在做一種叫3D全景融合的技術(shù)。這個技術(shù)很實(shí)用。比如它要監(jiān)控天安門廣場，它會把整個天安門廣場全部3D建模，然后到處布滿了槍機(jī)，再把所有槍機(jī)的畫面拼接到3D場景中的路面上?？偠灾?，作為用戶，看天安門廣場，就好像坐在直升飛機(jī)上面，可以看到整個場景。樓房是假的，人、車、路都是真的。這一技術(shù)以前只能用在槍機(jī)上，因?yàn)榍驒C(jī)會轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去，兩個畫面之間沒辦法動態(tài)的拼接?，F(xiàn)在就都可以用了，所有槍機(jī)或球機(jī)，不管轉(zhuǎn)到什么地方去，都能獲取攝像機(jī)的動態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)行動態(tài)拼接，再也不用人工去測量了。

　　“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)

　　兼容性

　　傳輸兼容性。兼容性是很重要的一個概念。這次高新興推出的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)攝像機(jī)，不是必須要配置我們的平臺軟件的。?？档钠脚_可以用，大華的平臺也可以用，完全沒有兼容性的問題。但是你是看不到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)信息了，它在傳統(tǒng)平臺下面就是一個普通攝像機(jī)了。從傳輸?shù)慕嵌葋碇v，目前推出的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)攝像機(jī)全部是按照 28181這個國家標(biāo)準(zhǔn)來的，沒有任何不同。

　　編碼兼容性。編解碼方面，我們是標(biāo)準(zhǔn)的H.264和SVAC協(xié)議。所有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)均智能復(fù)合在碼流里面的。不影響任何標(biāo)準(zhǔn)解碼和圖像顯示。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)顯示兼容性。如果你拿到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)攝像機(jī)的碼流數(shù)據(jù)后希望能夠顯示增強(qiáng)的信息。

　　有三種方法：當(dāng)然第一種就是使用高新興的平臺，什么功能都有了;第二種就是使用用高新興增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的SDK解碼，所有信息都會出來;第三種就是，如果客戶想要一個更炫的界面，高新興開放碼流數(shù)據(jù)格式，客戶可以自行開發(fā)。

　　大數(shù)據(jù)

　　非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化描述。公安部第三研究所提出一個大型的課題叫做“非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化描述”，簡而言之就是做視頻的智能分析。視頻是非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，通過算法盡可能分析出里面的一些信息，這些信息就是結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)了。

　　前景結(jié)構(gòu)化。這涉及到智能分析的基礎(chǔ)概念。假設(shè)這個展館是空的，我先拍一張照。這個叫做背景。這時候你走進(jìn)來了，在這個背景上面移動，你叫做前景?，F(xiàn)在的智能分析算法只能計算變化量，也就是正在移動的你。它能分析出你移動的速度、方向、距離。最后說你不能越過這條線，這就是行為分析。我們換個語言就是，前景的結(jié)構(gòu)化分析。

　　背景結(jié)構(gòu)化。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)把整個視頻的背景給結(jié)構(gòu)化了。為大數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)支撐。這為智能分析開啟了一個嶄新的方向，并且為后續(xù)大數(shù)據(jù)時代提供了精確的數(shù)據(jù)源。

　　安裝維護(hù)

　　信息數(shù)據(jù)從來哪？按照目前的科技，所有數(shù)據(jù)都得人工來錄入。人工錄入有兩個方案：第一個方案就是，客戶付服務(wù)費(fèi)給方案提供商，廠商派員工去給客戶錄入。因?yàn)閺S商不熟悉當(dāng)?shù)?，所以?shí)地調(diào)研的成本是非常高的。這樣是很不劃算的，客戶可以采納第二個方案。就是公安給每一個片警下任務(wù)，每天完成一個或兩個攝像機(jī)的標(biāo)簽配置，因?yàn)槠瘜Ξ?dāng)?shù)剌^熟悉，完成速度是相對較快的。兩三個月后，整個城市的標(biāo)簽就打完了。

　　這樣是成本最低，效率最高的方案。樓房拆了或者商戶換了怎么辦？樓房拆了或者商戶換了這個問題不好處理，目前的技術(shù)而言，只能靠片警來維護(hù)和刷新攝像機(jī)的數(shù)據(jù)。攝像機(jī)換了怎么辦？如果攝像機(jī)換了，這個就是技術(shù)問題了。所有的數(shù)據(jù)在配置好了之后會傳輸?shù)胶笈_，當(dāng)更換了攝像機(jī)后，后臺數(shù)據(jù)會自動更新到新攝像機(jī)里面的。

　　結(jié)束語

　　已經(jīng)趨于飽和的一、二線平安城市即將迎來新的技術(shù)更新的機(jī)會，效果更加突出的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)勢必引領(lǐng)新一輪的建設(shè)高潮。而且目前建設(shè)尚未飽和的三、四線城市恰恰又迎來了后來居上的機(jī)會點(diǎn)，雖然建設(shè)時機(jī)靠后，但是直接能上馬一、二線城市都還未上馬的最新增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)科技。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)及系統(tǒng)將促進(jìn)安防行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，并為平安城市保駕護(hù)航。