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

在本系列文章中，我們將探索現(xiàn)實案例中如何利用運行在NVIDIA的EGX平臺上的NVIDIA Metropolis應(yīng)用框架進行AI視頻分析從而解決各行各業(yè)中復(fù)雜的運營和安全問題。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)境及維護公共安全的。

醫(yī)院運營

創(chuàng)造更加安全的環(huán)境，為當今醫(yī)院保駕護航

保持當今醫(yī)院的平穩(wěn)和安全運行比以往任何時候都更具挑戰(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和無線設(shè)備中生成符合HIPAA標準的數(shù)據(jù)，提供關(guān)于工作流程和患者位置的見解，以優(yōu)化護理方式。

Artisight擁有一個由2000個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)縮短了排隊等待時間，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)中心進行了部署，利用計算機視覺和對話式AI提高了手術(shù)室的效率，因而提高了患者滿意度，增強了醫(yī)院的最低標準。

最終結(jié)果是，護士進入病房的次數(shù)減少，降低了整體的感染風險，防護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)等危險工作場所變得更安全

石油鉆塔是世界上最危險的工作場所之一。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的鉆井工人，并在事故發(fā)生前向他們發(fā)出警報。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器來完成，而不必再花費額外的人力資源。

由于站在不安全位置的人少了，效率和安全性便有機會提高。石油鉆塔并未接入互聯(lián)網(wǎng)，因此Helin必須設(shè)計自己的系統(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)出警報到收到警報的過程不會超過250毫秒。邊緣端的實時性分析是實現(xiàn)這一任務(wù)的關(guān)鍵所在。每一次真實警報都能挽救一個人的生命，而每一次虛假警報也可以作為一次優(yōu)化模型的機會。

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)長達一年時間。該系統(tǒng)將經(jīng)過GPU加速的實時AI分析應(yīng)用于校園內(nèi)250多個攝像頭，區(qū)分正常行動和異?；顒?，并向運營團隊發(fā)送實時通知。當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。

事實證明，并非所有校園異常活動都與人類有關(guān)Icetana系統(tǒng)報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?？刂剖覇T工在查看視頻源后，發(fā)現(xiàn)地毯上有一處黑斑。警衛(wèi)進去調(diào)查后發(fā)現(xiàn)存在嚴重的漏水情況。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，因為校園的這部分區(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平臺的強大功能分析實時視頻素材，并對任何異?；顒蛹磿r創(chuàng)建警報，無需員工持續(xù)監(jiān)控每個攝像頭 。

自從安裝該系統(tǒng)后，皇家山運營部平均每周報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。這是AI在單個應(yīng)用程序中解決操作和安全問題的一個很好的例子。

機場安全

管理印尼最大機場日益增加的難題

雅加達的蘇加諾 - 哈達國際機場（CGK）正面臨著日益嚴峻的挑戰(zhàn)。三個航站樓每年為6600多萬旅客提供服務(wù)，預(yù)計到2024年旅客數(shù)將增加4400萬，因此，機場必須盡可能快速有效地準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、旅客計數(shù)、行李違規(guī)處置、邊界保護、行李無人認領(lǐng)和隨意逗留。此解決方案還支持運營商追蹤無人認領(lǐng)車輛，這是所有機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棄車，觸發(fā)實時警報并使用平移 - 傾斜 - 變焦（PTZ）攝像頭自動跟蹤駕駛員。Ipsotek的應(yīng)用可生成實時歸檔數(shù)據(jù)，以獲取有價值的業(yè)務(wù)、醫(yī)療和安全見解。這包括隨時間推移的人數(shù)統(tǒng)計、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更加平穩(wěn)、安全的環(huán)境。

人群安全

保護高達 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劃和協(xié)調(diào)，還需要強大的技術(shù)。

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

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

每個GPU系統(tǒng)同時分析來自多個實時攝像頭的視頻流，同時盡可能減少系統(tǒng)占用空間，并大幅降低了成本。當某個區(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，官員會收到警報，并快速行動，保證集會者的安全，確保節(jié)日慶祝活動順利進行。

編輯：jq