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“单光子级”全彩夜视,眼见为实

蛰伏数年的深知未来,终于迎来属于自己的时代!
资讯频道文章B

  在新型城镇化建设进程中,社会环境的复杂性日益增加,为了更好的保障人们的安全,视频监控已被广泛应用到公共安全、家庭安全等多种场合。而随着视频监控系统的应用,全天候监控成为刚需,现有设备弊端也逐步显现——在外界光照度不充分的情况下,无法获取清晰有色彩的视频及图片。

  为了解决夜间“看得清”的问题,摄像机研制者最初通过加载补光灯的方式进行调整,补光灯虽然能提供足够的光照度,但同时也造成“光污染”,影响周边环境,导致其他事故的发生;其次,由于补光灯呈现出的光照度随着距离而衰弱,导致摄像机仅仅能拍摄到光照度充裕的区域,无法实现大场景或远景的拍摄。

  为了降低光污染,企业还提出利用柔光灯进行补光,但其性质依然如同补光灯,仅仅解决了小场景下的拍摄需求。

  星光级摄像机,全彩夜视的开始

  如何解决大场景、远景下“看得清”的问题?

  设备提供商把目光投入到军工领域的红外技术——其通过在摄像机上加载红外发光二极管,从而让摄像机内的感光传感器能识别场景的图像。

  这一技术的出现,极大降低补光灯光污染的问题,但新的问题也逐步显现——在红外传感器的辅助下,其画面丧失了彩色画质,用户在黑白视频中无法快速有效识别目标的特征值;同时,由于红外传感器照度的范围有效,室外摄像机最远拍摄范围在30-50米,无法满足日益复杂的场景。

  针对这一问题,在2014年,星光级摄像机被正式推向商用市场。星光级全彩摄像机的问世,开启了视频监控夜间全彩新时代,其仅需通过路灯即可实现全彩拍摄。而对于用户来说,该摄像机的出现,让夜间也能准确还原目标物体的特征值,有效提升工作效率。

微光摄像机视频效果 | 图片来源于微光摄像机视频截图

  虽然该摄像机能在路灯的辅助下实现夜间全彩,但光照度一旦继续降低,其画质将呈现出断崖式损失——画面拖延、噪点增加等问题随着光照度降低而增加,在弱光环境下依然无法对特定目标的识别。

  为了解决弱光环境下的问题,星光级摄像机依然会搭配红外传感器及补光灯,从而弥补在弱光环境的补光问题。

  为了更好的实现夜间全彩,安防企业对摄像机的硬件及软件进行了全面优化——采用大靶面传感器、配置F1.0大光圈镜头和ISP图像信号处理技术,通过这三方面的全面提升,黑光摄像机被正式推向市场。

  ISP,全彩摄像机的核心要素

  值得注意的是,在黑光摄像机中,ISP成为最为关键的一环——ISP通过对Sensor所采集的视频数据进行黑电平校正、镜头阴影校正、坏点校正、颜色插值、去除噪声等十余种数据进行调整,从而输出清晰可见的视频或图片。

ISP原理图 | 图片来源于CSDN

  ISP原理虽然简单,但由于涉及十余种模块及2000-3000的参数量,需要专业人员对各模块数据进行调校,这也导致企业不得不招聘大量专业人员,对摄像机在不同场景及环境下的ISP进行调整及校对,从而呈现出更为良好的画质。

  面对这一问题,深圳深知未来智能有限公司(以下简称“深知未来”)联合创始人&CEO张齐宁提出AI ISP的解决方案。

  AI ISP,让摄像机不再依靠“星光”

  “人的视角并不是天生就拥有的,可神经元对光的感受器官,是随着我们出生就拥有的。随着神经网络对其不断训练及调整,它将为大脑呈现出更清晰的视觉效果。而深知未来要做的就是通过AI的神经网络对ISP进行自主调节,从而使其适应各类场景及环境。” 深知未来CEO张齐宁对a&s编辑说到。

联合创始人&CEO张齐宁

  众所周知,摄像机就如人类的眼睛,其镜头就是眼睛中的晶体,感光设备则是视网膜。正常人所看到五彩缤纷的世界,是从婴儿时期不断通过眼睛查看世界,并在视觉中枢神经元的训练下,在脑部形成的色彩。

  而在摄像机中,AI就如同神经元,ISP就是视觉中枢,深知未来要做的就是在摄像机中的ISP增加“神经元”,让摄像机不再需要人类的调整及校对,即可实现自主调整,从而满足夜视的需求。

  “目前感光芯片已经实现十亿、几十亿的分辨率,但在AI ISP这一领域,在近十年的时间里,它并没有十分突出的成绩。” 张齐宁说道。

  与其他AI相似,AI ISP在最初也需面对自主学习能力的问题。而在同一时刻,传统企业通过增加人力的方式来对ISP进行调节,在短期内效果远超初始阶段的AI,并成功推动相关摄像机产品的落地。但随着时间的推移,AI在大量数据及算法的支持下,其学习能力呈现出飞跃式发展。

  张齐宁表示,随着计算规模上升、数据规模上升、神经网络模型层数增加,AI算法将全面超越传统算法,这为AI技术颠覆传统技术提供了基础。

  对此,蛰伏数年的深知未来,终于迎来属于自己的时代!

  “我们认为现在是可以发布这项技术的时候,它相对于传统技术来说,已经有非常明显的优势。” 张齐宁说道。

动态效果对比示例图

  知影™AI ISP,正式公布在大众面前。

  与传统摄像机相比,搭载知影™AI ISP技术的摄像机,其无需搭配任何补光设备,即可实现夜间全彩的效果,即使在0.0001Lux的环境下,依然可以正常显示前端场景,视频色彩偏差小、色彩还原度较为准确。

静态效果对比示例图

  据深知未来CEO张齐宁介绍,知影™AI ISP主要有以下优点:

  1、 自主学习能力:基于人工智能的自主学习能力,知影™AI ISP在使用中依然会不断自主学习,从而适应更多的场景;

  2、 降低噪声:随着光照度的降低,传统摄像机所传输的视频数据也将呈现出较多的噪声。深知未来通过建立上亿个参数组成的模型,让知影™AI ISP自主分析噪声和信号,并自动去除噪声信息;

  3、 强光抑制:传统摄像机在面对强光时虽然会自动开启抑制效果,但同时也会导致周围场景色彩亮度降低,严重影响后期视频分析等功能。知影AI ISP在抑制强光的同时,并不会过多降低周围场景色彩亮度,确保AI运行准确;

  4、 低功耗:据介绍,知影™AI ISP相比传统ISP的功耗降低90%,有效节约能耗,降低用户使用成本;

  5、 无光全彩:即使是在0.0001Lux环境,知影™AI ISP摄像机也呈现出清晰的画质,移动物体无拖影;

  6、 远景全彩:传统摄像机视频全彩范围依赖光照度范围,知影™AI ISP摄像机无需依赖任何光照度也可实现全彩拍摄。

  值得注意的是,知影™AI ISP不仅可以应用在视频监测领域,同时还可以应用在手机等各类摄像机之中,为了更好的匹配CMOS、镜头等设备,深知未来对知影™AI ISP技术进行了简化,将调试过程从6个月缩短到15天,有效推动商业化速度。

  深挖场景需求,加速商用落地

  随着产业的发展,深知未来也将把目光投入到新的领域,其将不再局限于工业等场景,张齐宁表示,未来将进一步拓展商业场景,将产品应用在所有场景之中,在2022年也将持续发布400万、800万像素的摄像机,充分满足用户的个性化需求。同时,基于智能汽车产业的高速发展,深知未来也将进入这一市场,推动智能汽车走向更安全、更舒适的全新自动驾驶体验模式。


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