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科技工作者之家 2020-06-07
来源:人工智能学家
来源:光明日报
作者:高文,中国工程院院士、鹏城实验室主任
创新是引领发展的第一动力。今年两会,科技创新成为高频热词。近年来,我国科技创新成果不断涌现,高铁、5G、人工智能等一些高新技术产业进入世界前列,智慧城市建设加快推进,应用成果惠及更多老百姓。在人工智能的部分领域,我国从基础研究到技术应用都发展很快。比如,中国工程院院士、北京大学教授高文提出的“数字视网膜”,既是一种理念创新,也是一个新的产业机遇,对智慧城市的建设意义重大。
数字视网膜并非真的要做一种仿生视网膜的硬件,而是希望能够改变目前摄像头只能看或者单一链路识别的功能。让摄像头本身拥有一定的AI处理能力,对识别到的车、人、场景主动进行特征提取。从而让摄像头上传到云端的视频数据,一路通过高效编码作为数据存储;另一路经过特征提取直接作为智能大脑的“可读物”。“云大脑”与摄像头的结合,就像是给智慧城市安装了一层新的“数字视网膜”。
智慧城市升级,浙江乌镇开通城市开放道路“5G自动微公交”示范线路。新华社发
1、数字视网膜的八个基本要素
现在比较典型的“城市大脑”,一般是传感数据、收集、存储、数据交换和集成,还有开放的算法平台。另外,还有运行和服务平台。在平台里面,实际数据量最大的是视频数据,大概占到90%以上,这些数据能识别是车还是人,车牌号等,然后传到云端。目前的视频数据,最长存三个月。因为大量的数据不等于大数据,而且随着城市摄像头越装越多,数据增长速度非常快,海量数据的价值很少。目前的视觉感知系统,也只是对原始信号只进行了简单的编码压缩就送到云端。视觉系统的进化实际是经过了一个漫长的历史阶段,如果看眼睛的进化,不管是昆虫还是高脊椎动物,进化是不一样的,比如昆虫是浮眼,可以完成对天敌快速识别的功能,眼睛进化实际发生了非常长的时间。视觉通道是把视网膜上看到的东西,通过视觉通道送到脑的视觉,最后形成认知和感知。中间的网络传输通道是非常重要的,整个视网膜大概有1.2亿个感官细胞,包括锥状细胞和感知细胞,最后通过神经连接到了大脑。从视网膜到大脑之间的连通通道,并不是每一个感光细胞直接连接到了大脑,而是通过视神经连接过去,视神经的个数和视网膜本身的个数有一个比,大概126∶1,也就是说从视网膜每个感光细胞往大脑送的视觉连接通道大概有126∶1左右的压缩率,这个压缩不是简单的视频压缩,它是特征抽取,这个过程是今天的“城市大脑”要好好学习的。如果神经系统进化不好就会产生很多问题,比如说自闭症,可能在小时候发育的时候,这种连接增长速度太快,可能会形成自闭症。所以想让“城市大脑”健康,就要视网膜或者摄像头要有很好的分工协调机制,这是从生命系统得到的启发。根据这个启发,我们在设计新的第二代“城市大脑”或者云视觉系统的时候,在中间的视觉神经通道要好好学习,我们把这个工作叫作数字视网膜。数字视网膜的定义,包括八个基本要素,这八个基本要素包括有统一的时间戳,有全局的位置信息,有高效的视频编码功能,有高效的特征编码功能、联合优化等,要有机制和软件可定义的一些功能,这样就比较容易进行升级。这八个基本的功能要求我们分成了三组。第一组叫作全局统一的时空ID,作为一个“城市大脑”,一个全局的视觉系统来说,全局统一的时空ID非常关键。第二组特征把高效视频编码、高效特征编码和连接优化,这三个定义成第二组功能,把它叫作多层次视网膜表示,包括视频编码、特征编码、联合优化三大块。第三组特征,是把高效的模型可定义功能组合到一起。这三个组合在一起,就不会像以前的摄像头,一个硬件做进去之后改变不了什么了,按照这种数字视网膜设计出来的摄像头,可以与时俱进,可以进行一些新功能的更新。人工智能技术飞速发展。新华社发2、数字视网膜和传统云视觉计算系统不一样未来智能实验室的主要工作包括:建立AI智能系统智商评测体系,开展世界人工智能智商评测;开展互联网(城市)云脑研究计划,构建互联网(城市)云脑技术和企业图谱,为提升企业,行业与城市的智能水平服务。
来源:AItists 人工智能学家
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