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日益增长，特别是在机场、火车站等人员密集的公共空间的自动视觉监控方面。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阻碍，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。

虚拟视觉的背景与概念

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，为监控公共空间、灾区、战场甚至整个生态系统提供了新的可能性。但随着摄像头网络规模的扩大，人工监控和控制变得不切实际，因此设计能自主执行高级视觉监控任务的智能摄像头网络迫在眉睫。

虚拟视觉通过在商用计算机上进行虚拟现实模拟，对城市空间、摄像头传感器网络和计算机视觉进行研究。以重建的纽约市原宾夕法尼亚车站为例，该虚拟环境中分布着虚拟的被动和主动摄像头，它们生成的合成视频与真实监控摄像头采集的视频相似。同时，先进的行人动画系统能模拟出超过1000个自主行动的虚拟行人，他们能像真人一样感知环境、做出决策并自然行动。

虚拟视觉的优势

虚拟视觉为研究提供了诸多显著优势：
1. 硬件成本低 ：虚拟视觉模拟器可在高端商用PC上运行，无需使用特殊硬件。
2. 易于配置 ：虚拟摄像头在虚拟环境中可轻松重新定位和配置。
3. 数据验证方便 ：虚拟世界提供了易于获取的真实数据，便于验证监控算法和系统。
4. 实验可重复性高