视频物联网关键技术与应用
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视频物联网关键技术与应用

程宝平 等 编著 (作者)  刘皎 (责任编辑)

  • 书  号:9787121452796
  • 出版日期:2023-04-01
  • 页  数:272
  • 开  本:16(170*240)
  • 出版状态:上市销售
  • 维护人:博文小编
《视频物联网关键技术与应用》系统地阐释视频物联网关键技术与应用,包括视频物联网终端、多媒体编解码技术、视频物联网传输技术和视频物联网云平台等内容,包含视频物联网的技术原理和典型应用场景,是国内较早的视频物联网相关技术的专著。同时,本书围绕机器视觉、多维感知成像、雾计算、6G 传输网络、语义通信等视频物联网前沿技术,深入浅出地讲解视频物联网在元宇宙、泛在通信、远程医疗、智慧交通等领域的广泛应用,使读者对视频物联网的发展进程、关键技术及未来发展趋势形成系统性、深层次的了解和认识。
全面系统梳理AI视觉+物联网的关键技术与应用,构建数字经济发展的基石。
《视频物联网关键技术与应用》作者来自中国移动智慧家庭运营中心(杭州研发中心),长期从事智能物联网、智能家居、多媒体通信等相关领域的技术研究、产品开发、业务运营及标准化等方面的工作,对视频物联网领域的行业现状、关键技术、发展趋势有较深入的理解。
团队主导完成了相关的国际电信联盟(ITU)国际标准及行业标准,孵化了“移动看家”“和家智话”“和家亲”等行业领先的产品并入选工信部物联网示范项目,技术成果曾荣获北京市科学技术奖中的科学技术进步奖一等奖、中国通信学会科学技术奖等。同时,作者所在的团队还得到了国家自然科学基金项目、国家重点研发项目的资助。
前言
《山海经·北山经》中提到:“有兽焉,其状如豹而长尾,人首而牛耳,一目,名曰
诸犍,善吒,行则衔其尾,居则蟠其尾。”这种叫作诸犍的怪兽,有一只眼,大而亮,
仿佛能够洞察世间万事万物。

《道德经》第十一章中提到:“三十辐共一毂,当其无,有车之用。埏埴以为器,
当其无,有器之用。凿户牖以为室,当其无,有室之用。故有之以为利,无之以为用。”
老子通过讲轮毂、陶器、门窗,讲了“无”和“用”的关系。实质上,老子是通过讲
万物之间的利用关系,来阐述道与万物及万物之间是如何建立关系的。万物只有通过
互联,才能形成生态,而有了生态,才能有生机,才能使万物互生互长,正所谓“孤
物不生,独物难长”。

对于物联网生态而言,“眼睛”和“互联”就是未来发展的关键和趋势。随着家庭宽带、5G 网络、视频、AI 等技术的普及,信息传输的介质逐渐从图文生态快速向视频生态演进。5G 网络高带宽、低时延的特点,大幅降低了视频的应用门槛,使视频传感器成为越来越多物联网终端的标配。同时,AI 技术使视频内容可识别、可解析,催生出大量新的视频应用和服务。预计到2030 年,全球带摄像头IoT 设备接入量将超130 亿台,每天上传视频数据量达128EB。
随着网络带宽的提高、设备算力的增强、存储成本的降低,视频物联网释放价值的机会也越来越多。在互联网红利触顶、用户增速低至个位数的背景下,视频物联网(简称视联网)已经成为数字经济的新驱动力,将会是下一个万亿元市场规模的巨型蓝海。
视频物联网是以视频为基础,以连接为载体,融合云计算、AI 等技术的新一代视频网络架构,具备视频采集、传输、存储、分析、呈现等全链路处理能力,具有高速泛在、云网融合、智能敏捷、安全可控等特点,是支撑高速增长的视频物联需求的必要基础设施。随着视频物联网的普及,十亿台设备市场规模的人与人连接将向百亿台设备市场规模的人与人、人与物、物与物的连接演进。
近年来,在“新基建”和数字化转型大背景下,互联网公司、电信运营商等开始布局视频物联网,以科技创新为核心,以云网融合为基础,加速建设云网融合新型信息基础设施,构建数字经济发展基石。
本书共8 章,第1 章简要回顾物联网发展历程,对视频物联网智能终端设备、通信技术、多媒体通信系统的典型应用进行梳理总结,并叙述视频物联网的愿景及需求。第2章从物联网基本架构、物联网关键技术、物联网安全、家庭IoT 平台与生态、物联网连接的标准化几个方面对物联网基础进行简要介绍。第3章介绍视频物联网终端的基本结构和组网方式、视觉终端、技术趋势。第4章从视频编解码技术基础、音频编解码技术基础等方面详细阐述视频物联网中的多媒体编解码技术,并对多媒体编解码技术进行展望。第5章从视频通信网络特性、视频通信传输网络等方面详细梳理视频物联网中的传输技术,中间穿插部分相关技术的未来发展趋势,如确定性网络、触觉互联网、雾计算等。第6章介绍视频物联网云平台,涵盖各平台的体系架构(及关键技术)、功能等,并阐述其演进。第7 章简要介绍AI 技术在视频物联网中的应用,并从视频处理关键技术、音频处理关键技术两个维度做详细介绍。第8 章展望视频物联网技术在未来场景的一些应用,如元宇宙、泛在通信、远程医疗等。本书参考文献可扫封底二维码获取。

本书作者来自中国移动智慧家庭运营中心(杭州研发中心),长期从事智能物联网、智能家居、多媒体通信等相关领域的技术研究、产品开发、业务运营及标准化等方面的工作,对视频物联网领域的行业现状、关键技术、发展趋势理解较为深入。中国移动智慧家庭运营中心于2017 年聚焦研发多形态终端通信,为用户提供大中小屏互动的高清视频通话解决方案;于2018 年发布AIoTel(AI+IoT+Telephony,智能物联网多媒体通信)1.0,将多形态终端通信能力升级为多媒体物联网通信能力,以“和家智话”业务为业务触点,为家庭IoT 设备提供泛终端、泛网络、泛场景、高品质的电信级多媒体物联网通信服务;于2021 年发布AIoTel 2.0,将多媒体物联网通信能力升级为移动视联能力,并具备生态开放、终端纳管、功能增强(AI 等)、场景延伸、业务多样(视频监控、视频通信、视频直播等)、应用丰富(视频对讲、时光轨迹、视频巡检等)等优势,主导完成了相关的国际电信联盟(ITU)国际标准及行业标准,孵化了“移动看家”“和家智话”“和家亲”等行业领先的产品并入选工信部物联网示范项目,其技术成果曾荣获北京市科学技术奖中的科学技术进步奖一等奖、中国通信学会科学技术奖等。同时,作者所在的团队还得到了国家自然科学基金项目、国家重点研发项目的资助。

本书在编写过程中,得到了中国移动智慧家庭运营中心郦荣、李圣华、刘钧毅、徐小超等领导,清华大学陶晓明教授、秦志金副教授、段一平副教授,北京邮电大学卞佳丽教授等专家的关心和指导,同时,汪胜、张钦龙、王建凯、张叶蒙、阮璐莎、黄敏峰、陈民、吴庆航、雷珺、谢小燕、蒲琪然、车斌、刘贵青、张星成、王翼飞、濮巍巍、夏叶锋、刘建光、陈荣沥、王研、曹梦婉、许静、周高锋、谭修光等同志参与了书中提及的相关技术攻关、系统研发、产品创新,王嘉榕、谷婧、杨易等同志承担了本书的封面设计及插图制作工作,在此一并表示衷心的感谢。

由于作者水平有限,而且视频物联网技术仍在发展过程中,新的标准和应用层出不穷,因此本书可能存在不足之处,恳请各位专家和读者批评指正。

目录

第1 章 概述 1
1.1 物联网发展历程 1
1.2 视频物联网概述2
1.2.1 视频物联网智能终端设备 3
1.2.2 视频物联网通信技术4
1.2.3 视频物联网多媒体通信系统的典型应用5
1.3 视频物联网的愿景及需求 6
1.3.1 终端泛在,多维感知 7
1.3.2 深度体验,自然交互7
1.3.3 增值共赢,万物互联8
第2 章 物联网基础 9
2.1 物联网基本架构 9
2.1.1 感知层 10
2.1.2 网络层 10
2.1.3 应用层 10
2.2 物联网关键技术 10
2.2.1 感知技术 10
2.2.2 通信组网技术 17
2.2.3 应用服务技术 25
2.3 物联网安全 27
2.3.1 物联网安全态势28
2.3.2 物联网三层安全 29
2.3.3 物联网安全展望 37
2.4 家庭IoT 平台与生态39
2.4.1 中国移动:Andlink 40
2.4.2 华为:鸿蒙智联 41
2.4.3 小米:小米IoT 42
2.4.4 苹果:HomeKit 43
2.4.5 涂鸦智能:涂鸦IoT 43
2.4.6 亚马逊:AWS IoT 44
2.4.7 谷歌:Google Cloud IoT 45
2.5 物联网连接的标准化 46
2.5.1 国际标准化进展 47
2.5.2 国内标准化进展 50
第3 章 视频物联网终端 52
3.1 视频物联网终端概述52
3.1.1 视频物联网终端的基本结构52
3.1.2 视频物联网终端的组网方式 53
3.2 视觉终端 55
3.2.1 安防监控类 55
3.2.2 无人驾驶类 59
3.2.3 通信娱乐类 62
3.2.4 其他 64
3.3 技术趋势 66
3.3.1 3D 结构光 66
3.3.2 ToF 67
3.3.3 多维感知成像 . 69
第4 章 多媒体编解码技术 71
4.1 视频编解码技术基础 71
4.1.1 图像技术基础 71
4.1.2 视频压缩技术的核心模块 73
4.1.3 主流视频编码标准 78
4.1.4 视频质量评价办法 84
4.2 音频编解码技术基础 87
4.2.1 音频编码概述 87
4.2.2 音频压缩编码方法概述 89
4.2.3 主流音频编码标准 92
4.2.4 音频质量评价 94
4.3 IoT 多媒体关键技术 97
4.3.1 低码高清技术97
4.3.2 视频传输保障技术 100
4.3.3 远场拾音技术 102
4.3.4 智能音频3A 方法 104
4.4 多媒体编解码技术展望 107
4.4.1 仿生采集 108
4.4.2 认知编码 109
4.4.3 全息显示 112
第5 章 视频物联网传输技术114
5.1 视频通信网络特性 114
5.1.1 视频信息的特点和视频传输网络特性 114
5.1.2 经典视频通信网络 117
5.2 视频通信传输网络 120
5.2.1 电路交换网络 120
5.2.2 分组交换网络 121
5.2.3 下一代网络IMS 122
5.2.4 4G 与VoLTE 124
5.2.5 5G 与VoNR 125
5.2.6 6G 传输网络 127
5.3 视频物联网传输关键技术 130
5.3.1 信令协议 130
5.3.2 流媒体传输协议 137
5.3.3 新型网络计算架构 161
5.3.4 SDN 传输加速技术164
5.3.5 软件定义通信模组 167
5.3.6 交互式媒体控制 167
5.3.7 传输安全保障 168
5.3.8 传输质量保障 173
第6 章 视频物联网云平台 177
6.1 视频监控平台 179
6.1.1 视频监控平台概述 179
6.1.2 视频监控平台的体系架构及关键技术 179
6.1.3 视频监控平台的功能 186
6.2 视频通信平台 192
6.2.1 视频通信平台概述 192
6.2.2 视频通信平台的体系架构及关键技术 193
6.2.3 视频通信平台的功能 198
6.3 智能视频平台 201
6.3.1 智能视频平台概述 201
6.3.2 智能视频平台的体系架构 201
6.3.3 智能视频平台的功能 202
第7 章 AI 技术在视频物联网中的应用 204
7.1 AI 技术概述 204
7.1.1 机器学习基础 204
7.1.2 BP 神经网络 210
7.1.3 卷积神经网络 212
7.1.4 生成对抗网络 215
7.2 视频处理关键技术 216
7.2.1 超分辨率 217
7.2.2 目标检测 218
7.2.3 目标跟踪 220
7.2.4 目标分割 221
7.2.5 人脸识别 223
7.2.6 手势识别 226
7.3 音频处理关键技术 228
7.3.1 语音合成 228
7.3.2 声纹识别 229
7.3.3 语音识别 230
7.4 技术应用实例 231
7.4.1 智能安防应用 231
7.4.2 通信娱乐应用 234
7.4.3 智慧交通应用 240
7.5 技术发展趋势 244
7.5.1 多模态学习,融合多元信息 244
7.5.2 视频理解,解析时空语义 245
7.5.3 联邦学习,打破信息孤岛 247
7.5.4 模型轻量化,助力边缘计算 249
第8 章 应用展望 253
8.1 元宇宙 253
8.2 泛在通信 254
8.3 远程医疗 255
8.4 智慧交通 256
附录A 术语表 258

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