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微算法科技(MLGO)發佈隱私與能量感知聯盟博弈算法,重塑邊緣攝像頭網絡架構,推動物聯網智能演進

2025-10-21 10:02

隨着城市化和智能化浪潮的持續推進,物聯網(IoT)攝像頭在交通監控、公共安全、工業自動化、智慧城市等場景中被廣泛部署。爲了更好地從這些圖像或視頻數據中提取有用信息,深度學習(Deep Learning, DL)推理模型成為攝像頭網絡智能化的核心。然而,受限於終端設備的算力瓶頸,將深度學習模型直接部署在物聯網攝像頭本地進行推理幾乎是不可能完成的任務。而將所有原始數據上送到雲服務器又面臨着隱私泄露和通信延迟的雙重問題。

爲了在算力瓶頸、隱私保護、實時響應和能耗之間實現平衡,邊緣計算技術應運而生,並迅速成為支撐物聯網智能化發展的基礎設施之一。邊緣計算通過將計算資源部署在離終端設備更近的位置,顯著降低了數據傳輸延迟,緩解了帶寬壓力,同時也避免了大量原始敏感數據流向雲端,從而在一定程度上提高了數據處理的隱私安全性。

然而,邊緣節點本身也面臨計算資源有限、設備異構性強、動態負載波動等問題。如何對接入邊緣系統的物聯網攝像頭做出最優的關聯決策,併合理配置計算任務、分配帶寬資源和選擇合適的深度學習推理模型,成為制約系統性能提升的關鍵瓶頸。為解決這些問題,微算法科技(NASDAQ:MLGO)自主研發了技術方案:「基於聯盟形成博弈的隱私與能量感知分割深度學習推理算法」。這項技術融合了聯盟博弈理論、分佈式機器學習模型和資源感知優化機制,旨在重塑邊緣計算系統中物聯網攝像頭與邊緣節點之間的協作方式。

該技術的核心思想源自博弈論中的「聯盟形成博弈(Coalition Formation Game)」機制。在傳統的博弈論框架中,多個參與者在資源受限的環境下追求自身效用最大化。而聯盟形成博弈則進一步考慮了多個個體結成聯盟后的整體效益提升,允許系統通過局部合作策略達到全局最優。

在邊緣攝像頭網絡中,每個攝像頭都被建模為一個自主智能體,它們面臨是否選擇與某個邊緣節點進行關聯的策略選擇。這種關聯不僅受限於邊緣節點的計算資源與通信容量,也受到攝像頭自身能耗約束、隱私偏好以及任務特徵的影響。例如,一些攝像頭可能只願意將特定深度學習模型的中間層數據上傳至邊緣,以此保護本地視頻中用户隱私。

聯盟形成博弈在這里的作用是引導攝像頭在自利與合作之間取得平衡。系統通過設計一個社會福利函數來衡量聯盟結構的優劣,該函數綜合考慮了攝像頭的功耗開銷、多視角檢測增益、隱私保留效果等因素。最終,攝像頭在局部信息驅動下通過迭代博弈形成穩定的聯盟結構,每個聯盟由一組與同一邊緣節點關聯的攝像頭構成。

在實現層面,微算法科技(NASDAQ:MLGO)該技術並非簡單地將攝像頭分配給邊緣節點,而是引入了Split-ML(分割機器學習)模型的概念。傳統的機器學習模型通常是整體部署和整體運行的。而Split-ML模型則將深度神經網絡(DNN)劃分爲多個層級模塊,這些模塊可以被分別部署在攝像頭本地或邊緣服務器上,從而根據網絡延迟、隱私等級和計算資源靈活配置模型結構。

例如,一個典型的卷積神經網絡模型可能被劃分爲三部分:輸入層與初始卷積層部署在攝像頭本地,中間層部署在邊緣節點,而最后的全連接層則可能在更強大的中心服務器上運行。這樣的層級劃分策略可以在滿足模型精度要求的前提下,最大限度降低通信量並控制能耗。微算法科技(NASDAQ:MLGO)的算法平臺內置了一種自動分層選擇機制,可根據攝像頭網絡狀況動態決定分割點,並在聯盟形成過程中與博弈策略聯合優化。這使得攝像頭不僅可以協商選擇關聯節點,還能協同確定適合自己的推理模式。

此外,微算法科技還在該技術中還深度融合了多視角目標檢測增強機制。許多關鍵場景(如交叉路口監控、工業生產線檢測)往往涉及多個攝像頭對同一目標從不同角度進行觀測。通過合理的聯盟結構,不同攝像頭可以共享中間層特徵,利用邊緣節點上的圖神經網絡(GNN)或注意力機制融合視角差異,提升整體檢測準確率。

而這類多攝像頭協同感知需要在聯盟形成階段就進行策略設計,因此該技術中聯盟博弈的效用函數中專門引入了「多視角融合增益」這一指標。不同攝像頭在聯盟中通過權衡共享特徵所帶來的識別增益與隱私泄露風險,自主決定是否選擇與其他攝像頭協同上傳中間特徵圖。算法確保只有當增益大於成本時,攝像頭纔會自發選擇協同合作,這也保證了系統整體在隱私與性能之間的最優平衡。

微算法科技在技術開發階段對該系統進行了大規模仿真實驗,採用了真實交通監控數據和視頻流作為測試基準。結果顯示,該博弈算法在攝像頭數量上升、網絡帶寬緊張和節點負載突變等複雜場景下,仍能快速收斂於穩定聯盟結構。同時,在相比傳統基於貪心策略或集中式分配的算法中,該系統在能耗降低、處理時延、隱私損失等多個維度實現了性能的提升。聯盟形成策略表現出良好的彈性與自適應能力,即使在設備臨時失聯、節點出現故障或外部攻擊等異常情況下,系統也能快速進行重組恢復,表現出極強的魯棒性。

微算法科技(NASDAQ:MLGO)一種融合聯盟形成博弈與Split-ML模型劃分的智能資源調度技術。通過將多臺攝像頭與多個邊緣節點在資源、能耗和隱私等維度下進行聯盟優化,不僅顯著提升了推理效率和檢測精度,還有效實現了多視角信息融合與功耗平衡。微算法科技該方法在多種部署場景下的適應性和穩定性,尤其在任務複雜度與隱私要求高度變化的實際環境中展現出良好的魯棒性與擴展性。其技術的核心優勢在於構建了一種以最大化為導向的邊緣智能計算協同框架,突破了傳統集中式推理模式在帶寬、隱私和計算負載方面的瓶頸。通過動態聯盟策略與Split-ML的靈活層級部署機制,系統實現了資源與性能的雙重優化,為下一代智慧城市、交通監控、安全防控等應用場景中的邊緣AI部署提供了堅實的技術支撐和理論基礎。

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