在新型城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程中,社會(huì)環(huán)境的復(fù)雜性日益增加,為了更好的保障人們的安全,視頻監(jiān)控已被廣泛應(yīng)用到公共安全、家庭安全等多種場(chǎng)合。而隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用,全天候監(jiān)控成為剛需,現(xiàn)有設(shè)備弊端也逐步顯現(xiàn)——在外界光照度不充分的情況下,無(wú)法獲取清晰有色彩的視頻及圖片。
為了解決夜間“看得清”的問(wèn)題,攝像機(jī)研制者最初通過(guò)加載補(bǔ)光燈的方式進(jìn)行調(diào)整,補(bǔ)光燈雖然能提供足夠的光照度,但同時(shí)也造成“光污染”,影響周邊環(huán)境,導(dǎo)致其他事故的發(fā)生;其次,由于補(bǔ)光燈呈現(xiàn)出的光照度隨著距離而衰弱,導(dǎo)致攝像機(jī)僅僅能拍攝到光照度充裕的區(qū)域,無(wú)法實(shí)現(xiàn)大場(chǎng)景或遠(yuǎn)景的拍攝。
為了降低光污染,企業(yè)還提出利用柔光燈進(jìn)行補(bǔ)光,但其性質(zhì)依然如同補(bǔ)光燈,僅僅解決了小場(chǎng)景下的拍攝需求。
星光級(jí)攝像機(jī),全彩夜視的開始
如何解決大場(chǎng)景、遠(yuǎn)景下“看得清”的問(wèn)題?
設(shè)備提供商把目光投入到軍工領(lǐng)域的紅外技術(shù)——其通過(guò)在攝像機(jī)上加載紅外發(fā)光二極管,從而讓攝像機(jī)內(nèi)的感光傳感器能識(shí)別場(chǎng)景的圖像。
這一技術(shù)的出現(xiàn),極大降低補(bǔ)光燈光污染的問(wèn)題,但新的問(wèn)題也逐步顯現(xiàn)——在紅外傳感器的輔助下,其畫面喪失了彩色畫質(zhì),用戶在黑白視頻中無(wú)法快速有效識(shí)別目標(biāo)的特征值;同時(shí),由于紅外傳感器照度的范圍有效,室外攝像機(jī)最遠(yuǎn)拍攝范圍在30-50米,無(wú)法滿足日益復(fù)雜的場(chǎng)景。
針對(duì)這一問(wèn)題,在2014年,星光級(jí)攝像機(jī)被正式推向商用市場(chǎng)。星光級(jí)全彩攝像機(jī)的問(wèn)世,開啟了視頻監(jiān)控夜間全彩新時(shí)代,其僅需通過(guò)路燈即可實(shí)現(xiàn)全彩拍攝。而對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),該攝像機(jī)的出現(xiàn),讓夜間也能準(zhǔn)確還原目標(biāo)物體的特征值,有效提升工作效率。
微光攝像機(jī)視頻效果 | 圖片來(lái)源于微光攝像機(jī)視頻截圖
雖然該攝像機(jī)能在路燈的輔助下實(shí)現(xiàn)夜間全彩,但光照度一旦繼續(xù)降低,其畫質(zhì)將呈現(xiàn)出斷崖式損失——畫面拖延、噪點(diǎn)增加等問(wèn)題隨著光照度降低而增加,在弱光環(huán)境下依然無(wú)法對(duì)特定目標(biāo)的識(shí)別。
為了解決弱光環(huán)境下的問(wèn)題,星光級(jí)攝像機(jī)依然會(huì)搭配紅外傳感器及補(bǔ)光燈,從而彌補(bǔ)在弱光環(huán)境的補(bǔ)光問(wèn)題。
為了更好的實(shí)現(xiàn)夜間全彩,安防企業(yè)對(duì)攝像機(jī)的硬件及軟件進(jìn)行了全面優(yōu)化——采用大靶面?zhèn)鞲衅鳌⑴渲肍1.0大光圈鏡頭和ISP圖像信號(hào)處理技術(shù),通過(guò)這三方面的全面提升,黑光攝像機(jī)被正式推向市場(chǎng)。
ISP,全彩攝像機(jī)的核心要素
值得注意的是,在黑光攝像機(jī)中,ISP成為最為關(guān)鍵的一環(huán)——ISP通過(guò)對(duì)Sensor所采集的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行黑電平校正、鏡頭陰影校正、壞點(diǎn)校正、顏色插值、去除噪聲等十余種數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整,從而輸出清晰可見(jiàn)的視頻或圖片。
ISP原理圖 | 圖片來(lái)源于CSDN
ISP原理雖然簡(jiǎn)單,但由于涉及十余種模塊及2000-3000的參數(shù)量,需要專業(yè)人員對(duì)各模塊數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)校,這也導(dǎo)致企業(yè)不得不招聘大量專業(yè)人員,對(duì)攝像機(jī)在不同場(chǎng)景及環(huán)境下的ISP進(jìn)行調(diào)整及校對(duì),從而呈現(xiàn)出更為良好的畫質(zhì)。
面對(duì)這一問(wèn)題,深圳深知未來(lái)智能有限公司(以下簡(jiǎn)稱“深知未來(lái)”)聯(lián)合創(chuàng)始人&CEO張齊寧提出AI ISP的解決方案。
AI ISP,讓攝像機(jī)不再依靠“星光”
“人的視角并不是天生就擁有的,可神經(jīng)元對(duì)光的感受器官,是隨著我們出生就擁有的。隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)其不斷訓(xùn)練及調(diào)整,它將為大腦呈現(xiàn)出更清晰的視覺(jué)效果。而深知未來(lái)要做的就是通過(guò)AI的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)ISP進(jìn)行自主調(diào)節(jié),從而使其適應(yīng)各類場(chǎng)景及環(huán)境。” 深知未來(lái)CEO張齊寧對(duì)a&s編輯說(shuō)到。
聯(lián)合創(chuàng)始人&CEO張齊寧
眾所周知,攝像機(jī)就如人類的眼睛,其鏡頭就是眼睛中的晶體,感光設(shè)備則是視網(wǎng)膜。正常人所看到五彩繽紛的世界,是從嬰兒時(shí)期不斷通過(guò)眼睛查看世界,并在視覺(jué)中樞神經(jīng)元的訓(xùn)練下,在腦部形成的色彩。
而在攝像機(jī)中,AI就如同神經(jīng)元,ISP就是視覺(jué)中樞,深知未來(lái)要做的就是在攝像機(jī)中的ISP增加“神經(jīng)元”,讓攝像機(jī)不再需要人類的調(diào)整及校對(duì),即可實(shí)現(xiàn)自主調(diào)整,從而滿足夜視的需求。
“目前感光芯片已經(jīng)實(shí)現(xiàn)十億、幾十億的分辨率,但在AI ISP這一領(lǐng)域,在近十年的時(shí)間里,它并沒(méi)有十分突出的成績(jī)。” 張齊寧說(shuō)道。
與其他AI相似,AI ISP在最初也需面對(duì)自主學(xué)習(xí)能力的問(wèn)題。而在同一時(shí)刻,傳統(tǒng)企業(yè)通過(guò)增加人力的方式來(lái)對(duì)ISP進(jìn)行調(diào)節(jié),在短期內(nèi)效果遠(yuǎn)超初始階段的AI,并成功推動(dòng)相關(guān)攝像機(jī)產(chǎn)品的落地。但隨著時(shí)間的推移,AI在大量數(shù)據(jù)及算法的支持下,其學(xué)習(xí)能力呈現(xiàn)出飛躍式發(fā)展。
張齊寧表示,隨著計(jì)算規(guī)模上升、數(shù)據(jù)規(guī)模上升、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型層數(shù)增加,AI算法將全面超越傳統(tǒng)算法,這為AI技術(shù)顛覆傳統(tǒng)技術(shù)提供了基礎(chǔ)。
對(duì)此,蟄伏數(shù)年的深知未來(lái),終于迎來(lái)屬于自己的時(shí)代!
“我們認(rèn)為現(xiàn)在是可以發(fā)布這項(xiàng)技術(shù)的時(shí)候,它相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)來(lái)說(shuō),已經(jīng)有非常明顯的優(yōu)勢(shì)?!?張齊寧說(shuō)道。
動(dòng)態(tài)效果對(duì)比示例圖
知影?AI ISP,正式公布在大眾面前。
與傳統(tǒng)攝像機(jī)相比,搭載知影?AI ISP技術(shù)的攝像機(jī),其無(wú)需搭配任何補(bǔ)光設(shè)備,即可實(shí)現(xiàn)夜間全彩的效果,即使在0.0001Lux的環(huán)境下,依然可以正常顯示前端場(chǎng)景,視頻色彩偏差小、色彩還原度較為準(zhǔn)確。
靜態(tài)效果對(duì)比示例圖
據(jù)深知未來(lái)CEO張齊寧介紹,知影?AI ISP主要有以下優(yōu)點(diǎn):
1、 自主學(xué)習(xí)能力:基于人工智能的自主學(xué)習(xí)能力,知影?AI ISP在使用中依然會(huì)不斷自主學(xué)習(xí),從而適應(yīng)更多的場(chǎng)景;
2、 降低噪聲:隨著光照度的降低,傳統(tǒng)攝像機(jī)所傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)也將呈現(xiàn)出較多的噪聲。深知未來(lái)通過(guò)建立上億個(gè)參數(shù)組成的模型,讓知影?AI ISP自主分析噪聲和信號(hào),并自動(dòng)去除噪聲信息;
3、 強(qiáng)光抑制:傳統(tǒng)攝像機(jī)在面對(duì)強(qiáng)光時(shí)雖然會(huì)自動(dòng)開啟抑制效果,但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致周圍場(chǎng)景色彩亮度降低,嚴(yán)重影響后期視頻分析等功能。知影AI ISP在抑制強(qiáng)光的同時(shí),并不會(huì)過(guò)多降低周圍場(chǎng)景色彩亮度,確保AI運(yùn)行準(zhǔn)確;
4、 低功耗:據(jù)介紹,知影?AI ISP相比傳統(tǒng)ISP的功耗降低90%,有效節(jié)約能耗,降低用戶使用成本;
5、 無(wú)光全彩:即使是在0.0001Lux環(huán)境,知影?AI ISP攝像機(jī)也呈現(xiàn)出清晰的畫質(zhì),移動(dòng)物體無(wú)拖影;
6、 遠(yuǎn)景全彩:傳統(tǒng)攝像機(jī)視頻全彩范圍依賴光照度范圍,知影?AI ISP攝像機(jī)無(wú)需依賴任何光照度也可實(shí)現(xiàn)全彩拍攝。
值得注意的是,知影?AI ISP不僅可以應(yīng)用在視頻監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,同時(shí)還可以應(yīng)用在手機(jī)等各類攝像機(jī)之中,為了更好的匹配CMOS、鏡頭等設(shè)備,深知未來(lái)對(duì)知影?AI ISP技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)化,將調(diào)試過(guò)程從6個(gè)月縮短到15天,有效推動(dòng)商業(yè)化速度。
深挖場(chǎng)景需求,加速商用落地
隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,深知未來(lái)也將把目光投入到新的領(lǐng)域,其將不再局限于工業(yè)等場(chǎng)景,張齊寧表示,未來(lái)將進(jìn)一步拓展商業(yè)場(chǎng)景,將產(chǎn)品應(yīng)用在所有場(chǎng)景之中,在2022年也將持續(xù)發(fā)布400萬(wàn)、800萬(wàn)像素的攝像機(jī),充分滿足用戶的個(gè)性化需求。同時(shí),基于智能汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,深知未來(lái)也將進(jìn)入這一市場(chǎng),推動(dòng)智能汽車走向更安全、更舒適的全新自動(dòng)駕駛體驗(yàn)?zāi)J健?/p>