中国移动通信研究院

1 目标和概述

5G、AI、云计算以及网络技术的进一步发展与普及，促进了很多新业务的诞生，特别是视频类业务，例如AR/VR、无人驾驶、远程监控等，这些新业务在时延、带宽、可靠性上都有更高的要求，传统的云计算模式无法有效支撑这些新业务，算力和智能分析的下沉已成为主要趋势。同时，视频因其本身数据量大、计算密集等特点，在产生的边缘进行处理以获得及时的反馈，成为视觉智能的必然选择。但作为一个新兴行业，视频边缘智能在快速发展的同时，也不可避免地遇到许多挑战，具体包括：

· 解决方案匮乏：在各个边缘场景下，个性化程度高，且行业刚起步，缺少可借鉴的成熟解决方案。

· 边缘能力不丰富：当前各厂商提供的视频能力主要以人像为主，视频AI、XR、视频质量评测等则相对缺乏。

· 智能摄像头成本高：当前市场也有基于智能摄像头的方案，但是该方案软硬耦合，容易被厂商锁定，且初始投入过高。

· 硬件兼容性差：视频设备种类多，协议不尽相同，显著增加了产品设计和相应技术支持的复杂度。

· 业务部署不灵活：芯片种类多，模型需适配，否则精度、速度等推理性能都无法充分发挥。

· 边缘节点运维管理难：边缘在地理上分布，需要统一的运维手段来提升效率。

针对产业界构建视频边缘智能时的难点，中国移动研究院打造了星辰视界视频边缘智能解决方案。星辰视界基于视频、AI和边缘计算技术，提供一个开放的、可信的、智能的平台，结合产业需求，让更多的企业在视频产生的边缘便捷地使用视觉智能，加速业务发展，使能行业数字化与智能化转型。

星辰视界面向CHBN（C：移动市场、H：家庭市场、B：政企市场、N：新兴市场）提供完整的视频边缘智能解决方案，将云端视频AI能力、视频质检能力、XR能力下沉至边缘侧和端侧，实现泛视频接入、智能化处理、边缘节点纳管等功能，满足数据不出园区、低成本、灵活部署、边端轻量化能力定制等应用需求，同时提供适配第三方平台的能力，提供完整的边缘视频智能化解决方案。如图1、图2所示。

图1功能架构图

图2边缘硬件及能力概览

星辰视界以云计算技术和边缘计算技术为抓手，以视频智能分析技术为核心，创新性地为用户提供了云边协同的视频智能开放平台，并通过算法仓服务架构，既可以快速地将已有的创新型视频算法拓展到边缘，也可以加载及管理第三方应用算法，还可以在边缘节点按需组合不同算法，对多路视频协同处理，有效地驱动各行业的数字化与智能化。

2 方案介绍

星辰视界视频边缘智能解决方案，融合了视频、人工智能、边缘计算、云计算等技术，通过纳管边缘节点，将平台的视频能力延伸到边缘，在靠近视频采集源头的边缘侧提供视频处理服务，同时，在云端提供统一的边缘节点管理、应用下发与监控、日志采集等运维能力，是各边缘场景智能化的理想选择。

星辰视界采用“中心+边缘”的二级架构，星辰视界中心平台统一管理所有边缘节点，这些边缘节点在地理上可以分布在不同的位置，如图3所示。中心平台通过能力库管理视频能力，并将视频能力分发到不同的边缘节点，边缘节点为视频能力提供了基础的运行环境。视频设备产生的视频流可以被拉取到就近的边缘节点并进行一项或多项视频分析。

图3云边端协同示意图

星辰视界视频边缘智能解决方案由端、边、网、云四部分组成，如图4所示。

图4星辰视界视频边缘智能解决方案架构图

· 端：完成视频感知，视频采集设备通过有线或无线的方式，按照视频传输协议，将视频数据传输到就近的边缘处理节点。

· 边：完成视频处理与分析。边缘节点提供计算、存储、网络、AI、虚拟化等基础设施，根据具体场景，其可以位于园区机房、基站，也可以是现场级的智能盒式设备。边缘节点以Docker镜像的方式从云端获取视频能力并以容器的方式运行，从而提供视频分析能力。边缘节点硬件支持X86、ARM架构，并可接入GPU、AI加速卡等硬件设施；操作系统需为Linux，且安装Docker容器引擎。

· 网：网络将边缘节点连接到中心平台，由于视频处理已在边缘完成，网络主要用于传输控制及管理信息，大大降低了对带宽的需求。

· 云：包含算法层和平台层两个部分。在算法层，星辰视界聚焦高频视频应用需求，针对监控、园区、金融、商业等场景的共性需求，提供了人像分析、环境物品分析、文本分析、事件分析以及视频质量评测和XR类能力。平台层则提供了云边协同的管理功能，实现节点管理、应用管理、任务管理、云边消息管理等功能。当前云端中心平台提供了Linux的安装部署包。云边基于WebSocket进行通信，视频数据则在边缘节点完成处理，保障了数据隐私和数据安全。

3 代表性及推广价值

星辰视界视频边缘智能解决方案已在中国移动集团13省、专公司落地十余项应用，覆盖了智慧城市、智慧乡村、森林防火、明厨亮灶、视频监控等场景。

星辰视界整合视频、AI、联接、计算等技术优势，聚焦视频数据密集型边缘场景，提供最佳的边缘视频智能解决方案；以视频为核心、以AI为抓手、以边缘为落脚点，构筑最强的视频“端边云”协同解决方案，并以开放、有粘性、可运营的平台，使能千行百业智能化升级，其可在多个行业释放数字技术、人工智能技术的力量，使园区、工厂、学校、医院和家庭等更加智能。

摘自《自动化博览》2022年2月刊