未来、智慧——从应用看云监控

文 | 闫夏卿

　　1839年，法国画家达盖尔（Louis J M Daguerre 1789--1851）发明“银版摄影技术”，1874年，法国的朱尔·让桑发明了最原始的摄影机。人类历史利用感光材料记录的时代由此开启。

　　一百八十多年的岁月里，技术不断更迭进步，摄像机/照相机相较于最初，已经发生翻天覆地的变化。我们已经可以把它做到比一个火柴头还小，也可以让它可感知的颗粒度比视网膜还细致，但是对它记录信息的读取，仍然主要靠我们自己的眼睛，对它内容的分析，仍然主要靠我们自己的大脑。从发明到现在，“眼睛的替代和延伸”的定位从未改变。

　　安防是个古老的系统，茹毛饮血藏身的山洞、农耕抵御游牧修建的长城、肖申克逃离的铁丝网，实际上都是一回事。基本逻辑是：划定一个封闭周界，基于某种规则进行防护或屏蔽。照相机、摄像机是何时引入安防的，似乎难以考证，但其作用不难类比，替代的是在周界站岗放哨的人，准确的说是人的眼睛。它不知疲倦，在有了录像技术后，甚至于可以连续不断的把看到的记录下去。但它只是眼睛，你不能指望它能干别的，直到模拟监控系统被数字化改变之前，无论多大多复杂的工程，都脱离不了这个职能。

　　1946年， 世界上第一台现代电子计算机“ 埃尼阿克”（ENIAC），诞生于美国宾夕法尼亚大学，IT的大幕由此拉开。时至今日，我们早已习惯“数字化生存”，习惯置身于网络、数据、信息的包围之中生活、工作。我们要汇报的一份报表、要购买的一件T恤、要吃下的一顿午餐，都从不同维度连接着、流动着0101，甚至本身就是。电影《Matrix》描摹了一个极端情况：在完全由0101组成的世界中，机器和人的地位彼此倒置。这是一个冰冷恐怖但却符合逻辑的想象，自深蓝战胜卡斯帕罗夫的那一天起，“人工体育”就在以飞快的速度成长着。IT的特别和迷人之处在于，它模拟/替代的是人最核心的东西之一——大脑。

　　这就是一切系统终将以数字化为入口开始IT化的根本原因，正如人的手脚五官一定要连接大脑。在这个理解之下，“安防IT化”是一个不需要论证的命题，我们需要关注的是其演进的过程、每个阶段的变化。

　　在相当长的时间周期中，视频监控的主要业务是围绕着“看”进行的，这符合“眼睛延伸”的定位。首先是通过线缆和矩阵设备将“看”在空间上延伸，有了录像之后，“看”在时间上也获得了延伸。数字化改变了这个相对固化的方向，逐渐给视频监控抹上越来越多“看”之外的色彩。这个很容易理解：数字化和非数字化的区别，就是数字化其实是通过把一切翻译为0101，实现对数据的组织和管理。在IT世界里，一切应用都是以数据为核心的、以数据的处理、组织和管理来构建的。在扩展空间能力的意义上，基于IP网络和基于模拟矩阵并无本质不同，基于IP网络的真正差异在于拥有了可以将数据跨很远距离、很大范围组织、集中的能力，这才是大变局的基础。如果说以DVR为标志的数模结合方式是在用部分IT的技术装饰安防的传统业务单元的话，那么2005年到2006年出现并成熟的IP监控解决方案，则是完全用IT的模型和套路去改变传统安防了。技术的改变是外衣，真正重要的是业务的改变。从那一刻起，“看”被扩展了，数据的组织带来数据的应用、数据的应用带来察看之外的业务，然后一切开始改变。

　　只不过，站在今天的时间点上回溯，我们仍然可以明晰的看到那时的局限性。与一般的IT系统不同，视频监控获取的数据，即使是经过模数转换、编码的过程，也依然是无法被计算机直接读取、处理的数据，是无法用关系型数据库来管理和组织的数据，即非结构化数据。这个特别的属性，使得即便是完全的数字化系统，要想实现对信息的识别和处理，还是要靠人看，所不同的无非是看的方式和效率。因此数字化至今的7年时间，业务的演进滞后于技术的进步。事实上，虽然视频监控在这几年的时间已经从标清到高清、从孤岛到联网，但人力察看实时图像或者录像的业务模式，也即数据读取界面的非IT化，已经成为瓶颈、大大的拖住了视频业务演进的步骤。未来发展的脉门，就在这个难题的解决上。更为严重的问题在于，数字系统诞生以来的一切技术努力，基本上都是在提高信息的丰富度和完整度，比如从标清到高清，无论是静态图片还是动态录像，都是提升了信息的丰富度，而联网，则是把分散的信息通过网络集合在一起，提高了信息的完整度。信息丰富了、完整了，反而更加大了信息读取和处理的难度。数据量不断加大，但处理速度不能等比例拉长——整个数字化视频监控系统的矛盾焦点，集中在此处，打开未来之门的钥匙，也就是用来开启这把锁。

　　以此为目标，“安防IT化”将进入第二阶段。如果说上一个阶段是以IT技术优化安防体验的话，这一个阶段则是以重整安防架构，彻底实现业务的IT化。IT的业务经过几十年的演进，已经经历了半自动化—自动化—业务处理与业务呈现分离—云化—智慧化五个过程，其中第三个是关键、是拐点，其完成是以数据集中为前提的。视频监控业务当前正处在这个门槛上。通过几年的数字化进程，基本实现了数据的集中化组织与管理，如果是在IT领域就可以顺利的跨入以虚拟化、分布化为特征的“云业务”时代，但正是上文所描述的“数据读取界面的非IT化，已经成为瓶颈，大大地拖住了视频业务演进的步骤”阻碍了这个进程。解决之道无他，唯有将读取原始图像的载体由人眼替代为机器。因此牵引出的结论是：非结构化数据的结构化处理，是视频监控全面解放业务潜力、跨入安防IT化2.0时代的起点。事实上，围绕着批量处理视频资源的体育算法，已经发展了若干年，一些已经相当成熟（如车牌识别），一些还不够成熟，只不过过去我们从来是从单个功能的角度来看算法、从技术实现的角度来看算法，而不是从全局和整体架构的角度看算法。数据结构化实际上是创立一个数据结构、实现一个数据索引来对应原始图像中的关键信息。完美方案自然是在编码压缩的源头就解决这个问题，但出于图像信息的离散性，则应该必须分布实现、平稳演进。首先可以通过视频浓缩等功能软件实现半结构化、配合人力录入关键信息，加上原本携带的时空信息、实现最简单的结构化信息数据库；然后通过“泛卡口化”借助特定点位布署、利用成熟算法实现目标信息（车辆信息、人脸信息等）自动化的信息结构化，更进一步则是通过编码端信息嵌入实现完善的结构化。这个过程必然是循序的、漫长的、伴随着技术的不断发展，而从整体架构上，则要实现70%的数据结构化可由前端完成，而30%的由后端集中完成，以分布式实现高效率、低成本。在这个环节完成后，我们就获得了一个与原始图像信息映射关联的、但是本身数据结构独立的信息资源库，而这就跨入了业务多样化的时代。在这个基础上，又会有基于结构化数据库和原始数据库关联的相应的体育业务处理，以及更进一步的基于大数据计算模型的体育快速检索、数据挖掘及聚合分析等等（这是安防迅捷响应和海量数据的矛盾之必然）。总结来讲，逻辑上的链条就是数据结构化、业务体育化、应用大数据化。从业务的角度看，“IT化”的核心在于数据的可用，而上述的三个步骤正是解决这个问题的关键。从应用的角度看，在解决了数据可用之后，体育和大数据就都是在对数据的使用、加工、分析上下功夫，而以此带来的业务衍伸可以扩展再扩展，数字使用或分析后的结果又成为数据、数据又成为业务的基础，反反复复、无穷匮也。从“数字化”到“数据化”，虽之一字之差，但却道明了发展演化的未来。

　　近年来，“智慧”是热度非常高的词。从IBM提出“智慧地球”开始，方方面面的业务和系统都要和“智慧”沾一点边。“智慧城市”更是要包罗万象、无所不至。但概念热炒之余，“智慧”到底怎么解释，却一直众说纷纭。“智慧”的描述源自人体，如以人体作观，智慧与否，主要区别于手脚五官的感知和大脑的判断及响应。五感丧失、则无谓智慧；五感齐备但大脑是傻的，也无谓智慧。五感齐备、大脑是灵的，但中间神经是断的，同样无谓智慧；只有五感齐备+神经畅通+大脑灵动，构成系统才叫智慧。推演到视频监控，相当于是通过技术手段“视觉”和“听觉”两感的具备，对比人体，可见其在信息采集完备度上对“智慧”的重要意义。从IT的系统论角度，早期的监控相当于有了眼睛和耳朵，但是没有大脑、也没有神经系统，因此与“智慧”不沾边；未联网、未解决原始信息结构化的阶段，相当于神经不畅，解决这些问题相当于走上了神经畅通和大脑灵动的阶段。总结而言，视频监控完成了从非数字化到数字化，从数字化到数据化的进化，与IT系统的核心—体育的业务处理关联在一起，才具备了“智慧”的特征。如果从智慧城市的角度看，早已实现结构化或者天然就是结构化的信息，在感知端和网络传送端不成问题，智慧与否仅取决于系统的核心—数据中心侧是否具备“智慧”的标志性特征（与云计算、大数据相关），但恰恰是海量的、又是极为重要的非结构化数据，则需要从感知到传送到核心，全系统、全架构的去解决问题，这无疑是全新的挑战。当然，解决这挑战需要全新的思想和设计，解决后产生的价值则成为了“智慧城市”进一步发展的关键、胜负手。

　　因此，数据结构化、业务体育化、应用大数据化，具备这一特征、解决这一系列关键问题，就是视频监控系统发展的未来。所有的技术变革，终归都是业务驱动。理清业务路径，再判别技术上要走的每一步，就变得异常清楚。循着业务的脉络，技术要解决的核心问题主要有二：（1）无论是原始数据，还是结构化之后数据、甚或是业务应用后的二次数据，总体上是一个非结构化和结构化数据混杂的模型，这与传统的IT系统主要面向结构化数据设计的特点不同，需要新的技术架构去实现，特别是数据的存储管理环节；（2）无论原始数据的结构化，还是业务体育化、应用大数据化，都需以批量布署的体育算法为支撑，需要高效先进的计算资源架构实现，这也是和传统IT不同的。在业界，对“安防IT化”的两种典型误读，一是不认为安防和IT终将实现融合，安防坚持走简单业务的老路；二是矫枉过正，认为安防IT化就是照搬一切现成的IT技术与架构。避免误读、找到正解的方法就是坚持以业务导向技术、以技术满足业务。解决上述两个核心问题的方法，绝非将IT中成熟的数据中心、云计算、大数据技术一一拿来就用，而是要结合数据与业务特征进行适应性改造。在物理连接上和逻辑数据关系上，都进行调整。集合IT架构从数据集中时代后的演变，合理的架构，应以云存储、云计算为核心，但是出于数据结构的差别，存储和计算资源将存在于同一个数据平面，而不是像IT领域完全以计算为核心、存储附着于计算资源之后。故此“云”非彼“云”、在架构上完全开启了新模型，由于非结构化数据和结构化数据混杂是物联网的核心特征，这在某种角度可以理解为云计算结构和物联网业务体系深度融合的结果。在此基础上，基于业务体育化和应用大数据化的诉求，则要求整体架构充分具备虚拟化、分布式的特征，不仅进一步强化了“云计算”的特征，又全面融入了大数据的基础架构技术。先解构、再建构，实际上已经将云计算、物联网、大数据的技术不作为各个独立的系统看待，而是根据业务的、数据的特征、逻辑，互相交织、互为因果。这就是宇视“云监控”要实现的目标，也是为什么“云监控”不是简单的“云+监控”的根本原因。宇视提出的“云监控”架构，就是完全考虑、分析了视频监控的非结构化数据基本特征，仔细模拟了各个位置、各个层级的流量模型、业务模型，基于先进的全交换云计算架构、基于独特的直存数据管理技术和体育技术进行设计的，是完全匹配未来的架构需求的硬件集合。

　　如果从系统论的角度看，从一开始，人类就在试图用技术模拟自身。在数字化、信息化的技术体系基本建立后，各项技术的发明、发展，无论是服务于哪个专业领域，最终都将衔接、汇聚于此、构成系统，就如分布于人体的每一个神经感知单元，无论是视觉的、听觉的、味觉的、触觉的，都需通过神经系统连接于大脑。网络技术和分布式处理技术的发展已经使得这个模拟体在处理能力上大大超越了本体，因为无论多么不可想象的复杂的运算任务都可以分解为一步步、一片片去完成，大数据技术其实就是如此。这唤起了我们无数的业务想象。一个业务，从技术实现上是一个连续的数据逻辑进程，而如果感性一点去理解，则无非就类似人的一感知、一动念。视频系统逐渐融入这个洪流中，对未来而言，有着非凡的历史意义。它让这个模拟体有了视觉、听觉，由此激发的业务变化无可尽数。科幻总是展现想象的极限，而我是科技乐观论者，我们无需认定《Matrix》是可怕的宿命，也许可以选择像阿西莫夫一样对未来充满憧憬。

　　多年来，我们习惯了安防的复杂系统+简单业务的组合，但也许已经在改变；也许我们应该打破习惯，也许我们终将熟悉和适应简单系统+复杂业务的组合。未来或未可知、未来或已可知，未来或已经行进在变革的路径中。

　　数字化的时代渐成背影，数据化的时代大幕已开——一切皆有可能。