18、虚拟视觉：助力计算机视觉研究的新范式

虚拟视觉：助力计算机视觉研究的新范式

在计算机视觉和传感器网络研究领域，对于复杂多摄像头传感与控制问题的研究需求与日俱增。特别是在机场、火车站等人员密集的公共空间进行自动视觉监控时，这类问题尤为突出。然而，在现实环境中部署和实验大规模物理摄像头网络面临诸多障碍，如成本高昂和隐私法律限制等。为解决这些问题，“虚拟视觉”这一创新方法应运而生。

1. 虚拟视觉的背景与动机

未来的视觉传感器网络将依赖智能摄像头，这些摄像头具备先进的图像传感器、板载处理和存储能力、电源以及无线通信接口。这为开发能够监控广泛公共空间、灾区、战场甚至整个生态系统的传感器网络提供了新机遇。但随着摄像头传感器网络规模的扩大，人工监控多个视频流并识别所有可能的事件变得不可行，因此设计能够自主执行高级视觉监控任务的智能摄像头传感器网络至关重要。

然而，部署大规模物理监控系统成本过高，许多研究人员难以承受。为克服这一障碍并避免隐私问题，虚拟视觉范式被引入，它通过在商用计算机上进行虚拟现实模拟，包括人口密集的城市空间、摄像头传感器网络和计算机视觉，来促进相关研究。

2. 虚拟视觉的实现与优势

虚拟视觉通过在模拟环境中部署虚拟网络，结合计算机视觉和先进图形技术，开发摄像头网络控制算法。以一个重建的纽约市原宾夕法尼亚车站的虚拟环境为例，其中布满了自主、逼真的虚拟行人。虚拟的被动和主动摄像头分布在车站的各个区域，生成多个合成视频流，模拟真实监控摄像头的效果。

虚拟视觉具有以下显著优势：
- 硬件成本低 ：虚拟视觉模拟器可在高端商用PC上运行，无需特殊硬件。
- 易于配置