2019年安博会如期而至,透过此前各大企业陆续发布的展前预告,今年安博会的亮点和趋势已经有了些许眉目。在创新产品和技术层面,厂商的AI产品线继续扩展,主流厂家从AI单品开始面向行业领域推出全套安防人工智能解决方案。与此同时,伴随着芯片算力、CMOS图像传感器、算法等核心要素性能的不断提升,AI监控产品和系统可以契合更多元化且复杂的场景应用需求。
一方面常规光照环境下多算法融合、多场景融合的合智能系统成为趋势;另一方面,为了强化监控全时段应用,攻克夜视环境下监控摄像机的应用痛点,低光污染夜视全彩成像正成为智能监控一大核心技术突破方向,也成为这几年安博会上主流厂家展示的重点。
夜视全彩成像技术的演进:超星光、黑光
为了提升夜间摄像头的成像质量,过去几十年内,业内均是通过传统的主动补光(红外、激光或者LED补光)这一类常规方式。但LED补光强光容易导致人瞬间失明存在安全隐患,而红外补光灯的黑白视频又丢失了重要的色彩信息,无法作为违法取证的证据和获得更加有效的色彩等细节破案信息。图像成像技术发展至今,当前市场上也出现了两大类更为先进主流的技术,一类是超星光技术,另外一类则是黑光技术。
超星光摄像机主要采用星光级图像传感器,大光圈镜头以及传统的ISP图像调制技术,依托图像传感器的灵敏度提升来提高能量转换的效率,大光圈镜头提升进光量。目前这样的技术已经非常成熟,并且实现成本也相对较低,所以,超星光摄像机应用于普通的视频监控有较大优势。但由于超大光圈镜头容易造成强光光晕损失细节,同时在抓拍运动物体时,电子快门提速和大光圈相冲突,因此,超星光技术用于像人员卡口、车辆卡口以及电警摄像机这一类专业场景的监控摄像机并不太适用。
2016年,业内黑光摄像机的推出带来了新的夜视成像技术方案。黑光摄像机主要采用两颗星光级图像传感器,通过特殊的光学元器件,其中一颗传感器通过红外补光采集图像亮度信息和物体轮廓,另外一颗采集色彩信息。然后通过图像融合算法将两颗采集到的图像信息进行融合,输出既明亮,又是彩色的图像。但在交通卡口的应用中,当遇到一些红外反光材料的物体,采用黑光技术的摄像机在色彩还原上仍然存在一定弊端。
如下示例,因为司机穿的衣物是黑色的反红外光材料,通过黑光技术还原的图像将黑色衣物还原为白色了,这势必对后续的违法取证造成一定的困扰。
为此,更卓越的夜视全彩成像技术依然是业内厂商持续探索的方向,继超星光、黑光等两大创新技术之后,苏州科达在今天,也是安博会正式开幕前一天,重磅推出了科达AI超微光技术和三大系列产品。与当前业内两大主流技术的做法不同,科达AI超微光摄像机,依托科达多年在基础ISP图像调制技术上的积累,并创新性地采用了自主研发的深度学习图像增强算法。为2019年安博会带来了一道惊艳的“开胃菜”,同时也将视频监控夜视成像推到了新的技术阶段。
2019年安博会创新技术亮点之一:AI 超微光技术
AI超微光系列之所以谈得上“惊艳”,主要在于它完全革新了传统夜视监控产品的成像技术,从算法、芯片、图像传感器以及补光等方面带来了全新的技术组合:科达自主研发的深度学习图像增强算法+内置4Tops/8Tops AI芯片+业界旗舰级800W CMOS和900W Global Shutter CMOS 传感器+独特补光技术。
其中,科达深度学习图像增强算法,通过对应用场景目标图像要求的提炼,采集了海量夜间低照情况下车辆卡口、车辆电警、人员卡口以及全结构化摄像机的图像样本与模拟数据,并针对性的进行了数学建模,设计了一套从采集、标图、训练以及模型转化的端到端的深度学习模型。
在低照环境下,该算法模型跳过了传统摄像机的ISP成像调制方式,通过对大量场景抓拍图片的学习,算法直接对传感器输入数据进行图像恢复。这样可以大幅减少了摄像机对补光灯的依赖,在提升图像亮度的同时,还能充分还原物体颜色与纹理等细节信息。依托该算法还原出来的图像,不仅大幅度提升了人眼对抓拍图像的主观体验,也能提升后端诸多的智能算法对图像的特征分析。比如对车辆特征分析、非机动车特征分析、驾乘人员特征分析等。
通过在发布会现场的了解和体验,笔者可以明显感受到科达深度学习图像增强算法处理前后的效果差距。如下图所示:
启用算法后,在低于1Lux的低照度下,无外加任何补光灯的情况下,经过该算法处理后的图像犹如白昼,不论是画面细节还是色彩,都能清晰还原。
同时,科达AI超微光摄像机采用了独特的补光技术,低照LED补光灯,能有效避免光污染,约束光斑,消除杂散光危害,又可以无忌前挡红外透光率,实现色彩高度还原。通过创新的绿色补光技术,在一定程度上还能减少光斑发散,实现最大化发挥光线的应用效能。
通过对比图来直观感受下和传统卡口、电警相比,科达AI超微光系列的表现:
当前摄像机内置的AI芯片算力快速提升已然成为明显趋势,据科达表示,后续科达AI超微光算法还将做到足帧实时处理更高分辨率的视频,这样科达引领的AI超微光摄像机的优势将更加明显,而此次安博会后,AI超微光技术有望掀起行业夜视监控新的“风暴“。
本次AI超微光系列的重磅推出,进一步丰富了科达AI监控产品家族,也再一次诠释了科达“实战派”的作风。不鼓吹概念,切实从公安、交通行业的实际应用需求出发,通过AI超微光技术解决困扰行业多年的补光灯光污染问题,同时,基于AI超微光技术实现高质量还原人、车和环境抓拍影像,为公安实战提供可靠的视频监控素材。听过很多高大上的人工智能概念,但推进AI落地应用的关键,还在于产品的“实用“和“好用”。科达AI超微光摄像机系列主打实用主义,好不好用,接下来,就交给广大用户去体验吧!