大華、宇視、商湯、曠視......扒一扒冬奧會上的「AI」力量
毫無疑問，2月份國內(nèi)最火熱的賽事莫過于北京冬奧會：人見人愛的冰墩墩，如美如畫的開幕式，以及假期“霸榜”的谷愛凌選手......都給觀眾留下了深刻印象。
這一精彩紛呈的賽事，背后離不開高新技術(shù)的支持。不論是場內(nèi)外的安全防疫、觀眾引導(dǎo)和治安，還是場上捕捉精彩瞬間、賽事轉(zhuǎn)播，以及現(xiàn)場8K觀賽、線上VR觀賽，背后都需要各類技術(shù)的融合支撐。
隨著冬奧會走向尾聲，各種AI技術(shù)也先后露面。今天，掘金志就來扒一扒冬奧會上，那些讓人眼前一亮的「黑科技」。
曠視：區(qū)間智能防疫系統(tǒng)+室內(nèi)視覺定位導(dǎo)航
首先，假設(shè)你為一名觀眾，正在體育場外等候入場，除了要檢票之外，更重要的是測量體溫、查驗(yàn)健康碼，實(shí)現(xiàn)疫情的精準(zhǔn)防控。
曠視為此提出「智能測溫」解決方案，一方面可實(shí)現(xiàn)多人同時(shí)測溫通行，另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸式AI輔助篩查疑似發(fā)熱人員。主辦方僅需要少量工作人員即可完成觀眾體溫排查，在大幅度提升檢測效率的同時(shí)，減少了交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)。
進(jìn)入體育場之后，你對場館肯定是陌生的，不論是找座位，還是洗手間，都需要「室內(nèi)導(dǎo)航」。
市面上常見的室內(nèi)導(dǎo)航，主要依靠藍(lán)牙、Wi-Fi等技術(shù)進(jìn)行識別，成本高并且精度較低，容易受場景限制。在相對封閉的場館，由于觀眾密集，手機(jī)信號很差，傳統(tǒng)的室內(nèi)導(dǎo)航效果并不明顯。
為此，曠視研發(fā)出室內(nèi)視覺定位導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用室內(nèi)視覺定位技術(shù)，無需對室內(nèi)建筑環(huán)境二次改造，僅使用激光視覺地圖采集設(shè)備對現(xiàn)有環(huán)境采集，就可以實(shí)現(xiàn)定位功能。
與傳統(tǒng)室內(nèi)導(dǎo)航相比，該系統(tǒng)主要有兩個(gè)亮點(diǎn)：
精度提升至亞米級，相比較而言，傳統(tǒng)GPS定位精度在5米左右，WiFi、藍(lán)牙定位則是1-3米；
無需額外增加傳感器，室內(nèi)環(huán)境也不用加裝輔助定位設(shè)備，具備成本優(yōu)勢。
曠視冬奧項(xiàng)目工程師張長勝表示，觀眾通過手機(jī)隨手拍方式便可輕松定位；并且支持離線識別定位，在人流密度較大5G/4G無法完全覆蓋的場所仍然可順暢導(dǎo)航。
商湯：AI觀賽+AR導(dǎo)航
假設(shè)你已經(jīng)找到了自己的座位，并開始欣賞選手們的精彩表演。但受限于人的視力、角度等問題，觀眾很難捕捉到比賽的精彩畫面；并且，對于一些專業(yè)性較強(qiáng)的運(yùn)動，觀眾需要專業(yè)解說才能感受到運(yùn)動的美感。
例如，在被譽(yù)為冬奧會“國際象棋”的冰壺運(yùn)動中，由于冰壺壺體較小，視距較遠(yuǎn)，并容易受到運(yùn)動員身體遮擋干擾，座位席上的觀眾不得不借助于望遠(yuǎn)鏡，或者現(xiàn)場大屏幕來觀察細(xì)節(jié)。
為了解決這個(gè)難題，商湯基于視覺AI感知、深度學(xué)習(xí)、三維建模和空間定位等技術(shù)，打造了「冰壺運(yùn)動軌跡捕捉」技術(shù)。
該技術(shù)克服了超大空間環(huán)境下基于遠(yuǎn)視距對較小物體運(yùn)動軌跡精準(zhǔn)捕捉的難題，通過對真實(shí)場景的數(shù)字化映射，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動冰壺的檢測跟蹤和軌跡捕捉。同時(shí)，結(jié)合實(shí)時(shí)渲染、虛實(shí)同步技術(shù)，系統(tǒng)可以將冰壺軌跡進(jìn)行精準(zhǔn)還原，并將畫面轉(zhuǎn)化為視頻流，輸出至網(wǎng)絡(luò)平臺和現(xiàn)場大屏幕。
憑借該技術(shù)，不論是線下，還是線上，觀眾都可以近距離觀察冰壺運(yùn)動的細(xì)節(jié)、運(yùn)動規(guī)律和賽況；解說員也能分析運(yùn)動員的狀態(tài)和投壺技巧、戰(zhàn)術(shù)等，實(shí)現(xiàn)「AI觀賽」。
與曠視類似，商湯在導(dǎo)航方面推出了「AR導(dǎo)航」，但側(cè)重于室外，服務(wù)對象主要為奧運(yùn)村的運(yùn)動員和工作人員。
在張家口冬奧村中，由于奧運(yùn)村及周邊面積較大（超30萬平米），要在短時(shí)間內(nèi)構(gòu)建高精度三維地圖，對技術(shù)要求很高；而且，村內(nèi)建筑風(fēng)格統(tǒng)一，加上冰雪覆蓋，這種環(huán)境下，很難基于圖像來實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)地識別自身位置。
對此，商湯通過GPS與視覺融合的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法和參數(shù)分塊優(yōu)化方法，以及綜合利用視覺、藍(lán)牙、GPS等信號等技術(shù)，并針對冰雪場景，訓(xùn)練了不同天氣條件下魯棒的圖像特征，從而在復(fù)雜場景下，實(shí)現(xiàn)了6自由度空間定位。
據(jù)了解，該導(dǎo)航系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)大尺度場景下厘米級的三維地圖構(gòu)建和部署，并解決了動態(tài)復(fù)雜場景下實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位跟蹤等難題。用戶打開手機(jī)專屬APP，打開攝像頭識別周邊環(huán)境，即可定位自身位置，輸入目的地后，跟隨AR虛擬箭頭，即可進(jìn)行導(dǎo)航。
大華股份：智能視頻跟蹤系統(tǒng)
對于冬奧而言，另一個(gè)重要的環(huán)節(jié)是，利用視頻技術(shù)來甄別選手的動作是否違規(guī)，以輔助裁判對選手的得分情況進(jìn)行更為準(zhǔn)確的判罰，這既是對選手、賽事的尊重，也體現(xiàn)出舉辦方公平公正公開的奧運(yùn)精神。
以往的判罰主要基于裁判的主觀意識，而人本身會受限于視角、經(jīng)驗(yàn)等因素，容易忽略一些動作細(xì)節(jié)。
比如，在一些速度快、賽道窄的項(xiàng)目中，受場地環(huán)境影響，成誤判、錯判等情況并不少見，從而影響選手的成績和比賽的公平性。
大華股份為此研發(fā)出專門適用于冬奧會雪車、雪橇項(xiàng)目的「智能視頻跟蹤系統(tǒng)」，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)在高速移動場景下，捕捉到運(yùn)動員在通過不同斜坡道的畫面，并進(jìn)行無縫銜接、有序展示，全程記錄比賽的每一處細(xì)節(jié)，為裁判的判罰提供視頻依據(jù)，保證比賽的公平公正。
該系統(tǒng)同樣可用于改進(jìn)運(yùn)動員訓(xùn)練，為賽前訓(xùn)練提供數(shù)據(jù)支撐。運(yùn)動員通過賽事視頻進(jìn)行回顧，可以發(fā)現(xiàn)難以察覺的動作細(xì)節(jié)或者說存在的動作缺陷，從而制定具有針對性的訓(xùn)練計(jì)劃，來提高訓(xùn)練效果。
宇視：戶外LED大屏+智能安防系統(tǒng)
前面提到，在部分冬奧項(xiàng)目中，觀眾需要通過大屏幕來觀察比賽細(xì)節(jié)。對于一些比賽場館而言，戶外大屏作為信息傳遞的重要平臺，屏幕本身需要滿足諸多嚴(yán)苛的條件。
比如，大屏幕要在極寒、防水條件下穩(wěn)定運(yùn)行，并且，8K轉(zhuǎn)播技術(shù)對于IC芯片、電源的要求非常高。
宇視從實(shí)際場景出發(fā)，提供戶外MW75XX系列P5產(chǎn)品，該產(chǎn)品主要采用了高刷新IC、高效防潮電源、IP65等級的信號等配置。
在防水方面，通過模組防水、箱體防水、關(guān)鍵器件防水的處理，保證在大雪或潮濕環(huán)境依舊可以正常工作。在耐寒方面，除了選用低溫電源以外，還在屏體內(nèi)安裝制熱設(shè)備，以保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。
宇視在冬奧會上的另一個(gè)亮點(diǎn)，是參與了首都體育館、冰雪小鎮(zhèn)文創(chuàng)商街的智能安防系統(tǒng)的改造。
在首都體育館的智能安防項(xiàng)目中，宇視提供了近1000路的高清視頻監(jiān)控、智能一體化存儲、等產(chǎn)整網(wǎng)解決方案。整個(gè)場館的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可直接推送至奧組委平臺，為奧運(yùn)安全保障提供技術(shù)支持。
冰雪小鎮(zhèn)文創(chuàng)商街的智能安防系統(tǒng)，宇視提供了近1500路的高清視頻監(jiān)控、智能一體化存儲、超融合分析平臺及LED大屏顯控等整網(wǎng)解決方案，可在重要通道布置相應(yīng)設(shè)備，結(jié)合后臺數(shù)據(jù)，助力冬奧會的安保工作。
除此之外，宇視在智慧高速方面也有參與。
以延崇高速為例，作為進(jìn)入冬奧會張家口崇禮賽區(qū)的公路主通道，宇視覺通過部署千余路攝像機(jī)，199套智能運(yùn)維箱等設(shè)備，提高了交管平臺的運(yùn)營、管理效率等等。
中科智云：智能哨兵機(jī)器人
許多比賽項(xiàng)目在戶外舉行，因此戶外項(xiàng)目的安保工作也非常重要。
在場外，賽事場地通常會加裝物理圍欄或使用人力來維持安防工作，但在地形復(fù)雜、氣候條件嚴(yán)苛以及晝夜溫差大的環(huán)境下，如何為賽場提供安全防護(hù)工作、減輕人力負(fù)擔(dān)，也是需要解決的問題。
例如，張家口密苑云頂樂園（冬奧會和冬殘奧會比賽場地之一），占地面積約100平方公里，地處太行山和燕山交會的大馬群山中，夜晚溫度可達(dá)零下四十度。
這種惡劣條件下，依托人力、圍欄等傳統(tǒng)方式不但效率低、效果差，而且增加高昂的人力成本。基于此，中科智云及其合作伙伴共同研發(fā)了「智能哨兵機(jī)器人」。
該機(jī)器人運(yùn)用了中科智云的識別算法和反入侵技術(shù)，能夠分辨低特征差異，解決防攻擊防偽裝，穩(wěn)定性問題。在日常監(jiān)測中，機(jī)器人能全天候進(jìn)行邊界監(jiān)控、目標(biāo)識別、多目標(biāo)跟蹤、異物檢測、道口警示等功能，并自動精準(zhǔn)判斷入侵者的類別，將監(jiān)測到的情況或入侵者的行蹤軌跡上傳至后臺指揮中心，從而確保賽場安全。
掘金志了解到，目前，已有13臺智能哨兵機(jī)器人上崗，監(jiān)測距離超過15公里，形成電子屏障，相當(dāng)于傳統(tǒng)200個(gè)警衛(wèi)的安防力量。
科大訊飛：語音交互終端
作為國際性賽事，冬奧會的參賽人員、部分觀眾來自世界各地，語言各有差異，容易造成交流障礙；并且一些特殊人群，例如殘奧會的部分選手、冬奧會的部分具備溝通障礙的觀眾，在參賽、觀賽過程中也會遇到困難。
科大訊飛為此研發(fā)出了多語種智能語音及語言服務(wù)平臺，以及各種翻譯設(shè)備，提供定制優(yōu)化的語音識別、語音合成、機(jī)器翻譯、自動問答等服務(wù)。
據(jù)悉，該平臺同時(shí)支持60個(gè)語種語音合成、69個(gè)語種語音識別、168個(gè)語種機(jī)器翻譯和3個(gè)語種交互理解。冬奧場景下漢語與英、俄、法、西、日、韓等重點(diǎn)語種翻譯準(zhǔn)確率不低于95%；平均每句翻譯響應(yīng)時(shí)間不超過0.5秒。
科大訊飛高級副總裁杜蘭表示，科大訊飛從3個(gè)方面助力本屆冬奧會。
人與人的溝通，助力來自不同國家和地區(qū)的選手、教練、游客及志愿者等人群之間的語言交流；
人與組織的溝通，實(shí)現(xiàn)會議機(jī)器自動翻譯及轉(zhuǎn)寫；
人與賽事的溝通，主要是幫助各國觀眾、游客快速掌握賽事信息，并輔助視障人士聽得見奧運(yùn)文字、聽障人士看得見奧運(yùn)聲音。
科大訊飛還推出了諸如雙屏翻譯機(jī)、虛擬人智能交互一體機(jī)等設(shè)備，提升了多語種信息獲取、發(fā)布、傳播的及時(shí)性和便捷性，滿足冬奧及冬殘奧會無障礙、跨語言溝通的需要。
當(dāng)虹科技：8K編碼器
受制于疫情，能到現(xiàn)場觀賽的觀眾終究是少數(shù)，許多人只能通過線上的方式，來參與冬奧、欣賞冬奧選手的高光時(shí)刻，這就需要用到8K直播技術(shù)。
作為目前最接近“人眼真實(shí)”的超高清技術(shù)，8K的分辨率是高清的16倍，在量化、幀率、色域等方面比4K更強(qiáng)，結(jié)合3D渲染等技術(shù)，能給觀眾帶來“身臨其境”的體驗(yàn)。
但要實(shí)現(xiàn)8K超高清直播，除了要采用專門的8K相機(jī)以及專業(yè)的調(diào)色、包裝，進(jìn)行采集制作之外，還涉及「編碼傳輸」這一核心步驟。
編碼傳輸，即是將視頻數(shù)據(jù)量巨大的8K超高清視頻，通過編碼器來壓縮8K直播信號碼流，在減少傳輸帶寬的壓力的同時(shí)，使其適應(yīng)8K超高清電視、8K超高清戶外大屏等終端，最終能夠流暢、穩(wěn)定地呈現(xiàn)出來。
由于8K超高清直播要求低碼率、高畫質(zhì)、高并發(fā)、低延時(shí)，這對編碼傳輸帶來了許多挑戰(zhàn)。
一方面，視頻數(shù)據(jù)量過于龐大，對計(jì)算性能（如算力、算法等）和編碼效率的要求很高；
另一方面，在需要更高壓縮率的同時(shí)，用戶也對于畫質(zhì)提出了更高的要求。
因此，當(dāng)虹科技通過與英特爾合作，推出了8K AVS3 超高清一站式解決方案。
這里提到的AVS3，是我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（第三代），采用了更靈活的塊劃分結(jié)構(gòu)、更精細(xì)的預(yù)測模式、更具適應(yīng)性的變換核，比AVS2節(jié)省約30%的碼率，從而提升編碼效率。
同時(shí)，該方案基于圖像分析及主觀視覺的編碼模型，通過數(shù)十萬素材庫的深度學(xué)習(xí)超分技術(shù)，以及不同場景、高低分辨率差別學(xué)習(xí)和AI訓(xùn)練，來提升編碼畫質(zhì)。
在這次冬奧會中，當(dāng)虹科技8K編碼器還適配國內(nèi)首個(gè)HDR標(biāo)準(zhǔn)（HDR Vivid），實(shí)現(xiàn)更大曝光動態(tài)范圍，能更好提取和顯示高光及暗部細(xì)節(jié)，豐富色彩和層次，增強(qiáng)縱深感，讓畫面更趨近自然。
天地偉業(yè)：環(huán)保卡口+超星光違停球
在舉辦大型賽事期間，交通問題也顯得較為突出，尤其是車流量劇增之后，交通執(zhí)法也不能單靠人力巡查來解決。
為了保障交通的平穩(wěn)運(yùn)行，北京交管部門特意劃分了42條近239.5公里的奧運(yùn)專用車道。在這些車道上，部署著專用的“電子警察”，通過執(zhí)勤交警現(xiàn)場執(zhí)法，和卡口攝像機(jī)抓拍記錄非現(xiàn)場執(zhí)法兩種方式，進(jìn)行執(zhí)法工作。
天地偉業(yè)為此推出了「天星環(huán)?？凇购汀赋枪膺`停球」。
普通電子警察在夜間抓拍時(shí)，會產(chǎn)生瞬間爆閃，容易給駕駛員造成視覺障礙，存在一定的交通隱患。
天星環(huán)保卡口主要采取了雙Sensor多光譜融合技術(shù)，入射光經(jīng)過攝像機(jī)內(nèi)部的分光裝置，可見光用來捕捉色彩；同時(shí)紅外光用來感受紋理和亮度，將獲取的畫面進(jìn)行像素級逐幀融合，整體色彩還原性高、無偏色，圖像整體亮度質(zhì)量高。
在夜間，該產(chǎn)品可通過紅外補(bǔ)光把光污染降到最低，獲得和白光爆閃相同的全彩效果，既可檢測抓拍違法車輛，也不會對駕駛員造成影響。
對于違?，F(xiàn)象，天地偉業(yè)的超星光違停球可在布置場域內(nèi)形成360度巡視，形成全方位、全時(shí)段覆蓋，并且通過語音警戒來驅(qū)離違停車輛。
天地偉業(yè)品牌總監(jiān)張征表示，該違停球可適用于復(fù)雜場景，檢測違停車輛的成功率在95%以上。
蘇州科達(dá)：AI超微光電警+AR實(shí)景指揮
蘇州科達(dá)在交通方面推出了「超微光電警」、電子卡口、違停球等產(chǎn)品，布置在張家口市區(qū)的諸多路段、路口。
其中，共有近400套AI超微光電警落地主干道，無需補(bǔ)光燈，就可在夜間抓拍清晰準(zhǔn)確的違章圖片，減少光污染的同時(shí)，為解決違停、違章等提供視覺支撐。
在整個(gè)交通運(yùn)行狀態(tài)中，科達(dá)依托高點(diǎn)監(jiān)控搭載了AR實(shí)景指揮系統(tǒng)。
傳統(tǒng)的交通指揮系統(tǒng)需要多個(gè)攝像機(jī)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，但存在畫面獨(dú)立、不連貫的問題，割裂的畫面很難反映整體的交通區(qū)域狀況，指揮中心也無法兼顧全局。
科達(dá)的AR實(shí)景指揮系統(tǒng)依托3D定位、AI等技術(shù)，可通過AR高點(diǎn)全景攝像機(jī)獲取監(jiān)控點(diǎn)全景視頻，進(jìn)而與區(qū)域內(nèi)低點(diǎn)攝像機(jī)形成視頻聯(lián)動，兼顧整體與局部。
同時(shí)，該系統(tǒng)支持視頻調(diào)閱、數(shù)據(jù)展示、信息標(biāo)注等功能，給指揮中心提供立體化、可視化的交通信息，從多個(gè)角度助力冬奧會的交通運(yùn)行。
結(jié)語
“智能化、人性化”是冬奧會的科技底色，各種聞所未聞、見所未見的技術(shù)，在提升競技效果、改變觀賽方式的同時(shí)，為世界呈現(xiàn)出了全新的「中國名片」。
為那些默默在背后提供技術(shù)支撐的企業(yè)點(diǎn)贊、致敬！