如何利用NVIDIA Metropolis應(yīng)用框架進(jìn)行AI視頻分析

在本系列文章中，我們將探索現(xiàn)實(shí)案例中如何利用運(yùn)行在NVIDIA的EGX平臺上的NVIDIA Metropolis應(yīng)用框架進(jìn)行AI視頻分析從而解決各行各業(yè)中復(fù)雜的運(yùn)營和安全問題。NVIDIA Metropolis及其龐大的合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)有助于將基于AI且功能強(qiáng)大的視頻分析應(yīng)用更快推向市場。

上一篇介紹了在交通方面AI是如何助力打造智慧交通系統(tǒng)、提高交通效率。本篇將從安全與健康角度出發(fā)， 展示AI是如何助力創(chuàng)造安全的醫(yī)療環(huán)境及維護(hù)公共安全的。

醫(yī)院運(yùn)營

創(chuàng)造更加安全的環(huán)境，為當(dāng)今醫(yī)院保駕護(hù)航

保持當(dāng)今醫(yī)院的平穩(wěn)和安全運(yùn)行比以往任何時(shí)候都更具挑戰(zhàn)性。NVIDIA Metropolis合作伙伴Artisight利用AI提高了手術(shù)室生產(chǎn)力，提升了醫(yī)院的整體效率。他們的應(yīng)用程序從被策略性部署在周邊的攝像機(jī)和無線設(shè)備中生成符合HIPAA標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，提供關(guān)于工作流程和患者位置的見解，以優(yōu)化護(hù)理方式。

Artisight擁有一個(gè)由2000個(gè)攝像頭和其他傳感器組成的網(wǎng)絡(luò)，部署在西北部的十家醫(yī)院中，在NVIDIA EGX平臺運(yùn)行。隨著全球疫情的到來，醫(yī)院需要從前來就診人群中篩查出攜帶新冠病毒（COVID-19）的患者。Artisight在醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的104個(gè)入口處安裝了更多與其網(wǎng)絡(luò)連接的熱敏攝像頭。利用AI技術(shù)， 每天可從進(jìn)出的20000人中檢測出大約50例發(fā)熱患者。與傳統(tǒng)的溫度探測頭相比，攝像頭系統(tǒng)縮短了排隊(duì)等待時(shí)間，并將每道門所需的員工數(shù)減少了75%。

如今，由于他們已在37家醫(yī)院和門診手術(shù)中心進(jìn)行了部署，利用計(jì)算機(jī)視覺和對話式AI提高了手術(shù)室的效率，因而提高了患者滿意度，增強(qiáng)了醫(yī)院的最低標(biāo)準(zhǔn)。

最終結(jié)果是，護(hù)士進(jìn)入病房的次數(shù)減少，降低了整體的感染風(fēng)險(xiǎn)，防護(hù)裝備的消耗量也有所下降。這一切都關(guān)乎由AI提供支持的安全性和效率。

工作場所安全性

讓海上作業(yè)等危險(xiǎn)工作場所變得更安全

石油鉆塔是世界上最危險(xiǎn)的工作場所之一。但荷蘭安全公司Helin Data正在利用AI提升海上鉆塔的安全性和效率。Helin的應(yīng)用會利用攝像頭和傳感器組成的網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)饋送到基于NVIDIA Metropolis堆棧的AI視頻分析算法。該系統(tǒng)會查找位于不安全地點(diǎn)的鉆井工人，并在事故發(fā)生前向他們發(fā)出警報(bào)。系統(tǒng)還支持客戶檢查其工作方式，并確定哪部分工作可通過工具和機(jī)器來完成，而不必再花費(fèi)額外的人力資源。

由于站在不安全位置的人少了，效率和安全性便有機(jī)會提高。石油鉆塔并未接入互聯(lián)網(wǎng)，因此Helin必須設(shè)計(jì)自己的系統(tǒng)，利用現(xiàn)場的硬件處理所有數(shù)據(jù)采集和處理。NVIDIA Jetson邊緣AI平臺提供該解決方案，以小巧的外形提供了超凡的性能和能效。

如今，這種模型能精確定位18英寸范圍內(nèi)的人的位置，如果有人在不安全區(qū)域，那么從發(fā)出警報(bào)到收到警報(bào)的過程不會超過250毫秒。邊緣端的實(shí)時(shí)性分析是實(shí)現(xiàn)這一任務(wù)的關(guān)鍵所在。每一次真實(shí)警報(bào)都能挽救一個(gè)人的生命，而每一次虛假警報(bào)也可以作為一次優(yōu)化模型的機(jī)會。

校園管理

發(fā)掘全新洞察，讓校園在新冠疫情 （COVID-19）封鎖期間保持安全無虞

坐落于加拿大阿爾伯塔省卡爾加里市的皇家山大學(xué)在新冠疫情（COVID-19）席卷全球之前便已采用了icetana的公共安全系統(tǒng)長達(dá)一年時(shí)間。該系統(tǒng)將經(jīng)過GPU加速的實(shí)時(shí)AI分析應(yīng)用于校園內(nèi)250多個(gè)攝像頭，區(qū)分正常行動和異?；顒樱⑾蜻\(yùn)營團(tuán)隊(duì)發(fā)送實(shí)時(shí)通知。當(dāng)校園出入活動由于新冠疫情 （COVID-19 ）原因受限，AI系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生和員工活動減少而做出調(diào)整。

事實(shí)證明，并非所有校園異?；顒佣寂c人類有關(guān)Icetana系統(tǒng)報(bào)告了一起皇家山一棟住宅樓的走廊中出現(xiàn)了神秘的異常情況的案例。控制室員工在查看視頻源后，發(fā)現(xiàn)地毯上有一處黑斑。警衛(wèi)進(jìn)去調(diào)查后發(fā)現(xiàn)存在嚴(yán)重的漏水情況。若沒有icetana的AI視頻分析，相關(guān)人員就不會檢測到這一漏水情況，因?yàn)樾@的這部分區(qū)域在封鎖期間已然空置。這樣一來，校園員工便能及時(shí)控制住泄漏所造成的損失和成本。Icetana的應(yīng)用利用NVIDIA EGX平臺的強(qiáng)大功能分析實(shí)時(shí)視頻素材，并對任何異?；顒蛹磿r(shí)創(chuàng)建警報(bào)，無需員工持續(xù)監(jiān)控每個(gè)攝像頭 。

自從安裝該系統(tǒng)后，皇家山運(yùn)營部平均每周報(bào)告四次可采取措施的事件，這些事件本來會被忽視而不上報(bào)。這是AI在單個(gè)應(yīng)用程序中解決操作和安全問題的一個(gè)很好的例子。

機(jī)場安全

管理印尼最大機(jī)場日益增加的難題

雅加達(dá)的蘇加諾 - 哈達(dá)國際機(jī)場（CGK）正面臨著日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。三個(gè)航站樓每年為6600多萬旅客提供服務(wù)，預(yù)計(jì)到2024年旅客數(shù)將增加4400萬，因此，機(jī)場必須盡可能快速有效地準(zhǔn)確識別和管理各類事故，盡量減少事故對旅客乘客和空側(cè)操作的干擾。

自 2015 年起，Ipsotek開始著手部署基于NVIDIA EGX平臺及AI解決方案，用于分析所有航站樓中大量運(yùn)營用例的攝像頭視頻流。部署的功能包括出口通道監(jiān)控、旅客計(jì)數(shù)、行李違規(guī)處置、邊界保護(hù)、行李無人認(rèn)領(lǐng)和隨意逗留。此解決方案還支持運(yùn)營商追蹤無人認(rèn)領(lǐng)車輛，這是所有機(jī)場面臨的最大威脅之一。

AI應(yīng)用程序可以檢測駕駛員何時(shí)棄車，觸發(fā)實(shí)時(shí)警報(bào)并使用平移 - 傾斜 - 變焦（PTZ）攝像頭自動跟蹤駕駛員。Ipsotek的應(yīng)用可生成實(shí)時(shí)歸檔數(shù)據(jù)，以獲取有價(jià)值的業(yè)務(wù)、醫(yī)療和安全見解。這包括隨時(shí)間推移的人數(shù)統(tǒng)計(jì)、熱圖顯示人群密度、上座率和分布、社交距離和口罩檢測。其宗旨是讓員工和旅客有一個(gè)更加平穩(wěn)、安全的環(huán)境。

人群安全

保護(hù)高達(dá) 1000 萬人次的人群安全

Medaram Jathara是亞洲最大的部落節(jié)日，每年吸引近1000萬信徒前往印度南部的特蘭加納州。管理如此龐大的人群需要的不僅僅是周密的計(jì)劃和協(xié)調(diào)，還需要強(qiáng)大的技術(shù)。

負(fù)責(zé)活動安全的州當(dāng)局采用Awiros Crowd Estimation應(yīng)用來測量2020年節(jié)日期間多個(gè)地點(diǎn)的人群密度。這款首創(chuàng)的工具利用AI通過攝像頭實(shí)時(shí)估算人群密度，并支持當(dāng)局檢測人群規(guī)模，跟蹤特定區(qū)域人群密度隨時(shí)間的變化情況。

這讓他們能夠先行采取預(yù)防措施，避免踩踏等危險(xiǎn)情況發(fā)生。該應(yīng)用部署在節(jié)日慶祝場地的幾個(gè)關(guān)鍵出入口的攝像頭，以及提供場地鳥瞰圖的無人機(jī)攝像頭中。在NVIDIA EGX平臺上利用NVIDIA DeepStream SDK對視頻流進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。

每個(gè)GPU系統(tǒng)同時(shí)分析來自多個(gè)實(shí)時(shí)攝像頭的視頻流，同時(shí)盡可能減少系統(tǒng)占用空間，并大幅降低了成本。當(dāng)某個(gè)區(qū)域的人群密度超出特定安全閾值或人群密度變化速率較快時(shí)，官員會收到警報(bào)，并快速行動，保證集會者的安全，確保節(jié)日慶祝活動順利進(jìn)行。

編輯：jq