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北京北方合力科技有限公司
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閱讀：123發(fā)布時間：2023-6-29
明亮視界，也有“暗傷"。
如果視界又有一場革命，必將源于AI攝像機。因為，世界的實驗心理學(xué)家赫瑞特拉實驗表明：人類感官獲取信息83%來自視覺，11%來自聽覺，隨著是嗅覺、觸覺、味覺。而AI自誕生起，自身使命就是讓計算機模擬人類去看，加深對圖像、語言、文字的理解。
放置于安防，實際上安防本質(zhì)就是解決感知問題，從傳統(tǒng)四大門類來看無一不如此，只是在業(yè)務(wù)深化和市場需求激增中，以感知為核或開枝散葉加入平臺與更多分析決策設(shè)備。所以，在一眾安防產(chǎn)品設(shè)備中，攝像機舉重輕重也占據(jù)半壁。
視界即為世界。對于視界，本質(zhì)上也就順理成章是研究感知的問題里，從演進進程來看，從模擬到看清世界，從感知世界到理解世界。
自從AI攝像機出現(xiàn)，感知與理解世界，就是新的時代命題。在這命題下，暗夜之界，如何點亮？是難題。.
01.
暗夜之傷與AI之能
其實對于“光"的24小時監(jiān)控所需，在2005年基于DPS技術(shù)的寬動態(tài)智能攝像機，以PIXIM的DPS技術(shù)應(yīng)用到光線高需求場景中，在彼時引發(fā)行業(yè)大猜想。24小時全天候全彩監(jiān)控，真有可能。
直到，2014年，高清和智能并行發(fā)展，由安訊士“覓光者"技術(shù)的提出，星光智能攝像機，而被行業(yè)知曉。從2014年起星光級低照成像技術(shù)開始發(fā)展，并逐步成熟，越來越多的公司都推出了各種款型的高清星光級攝像機。而個星光級攝像機由天地偉業(yè)2015年推出，產(chǎn)品的色彩還原、細(xì)節(jié)顯示、微光表現(xiàn)力各項指標(biāo)都很出眾。
隨之，視界中，超星光、黑光、AI超微光、寬光譜全彩等，接踵而至，解決的就是夜間全彩的問題。
那暗夜之傷，“傷"在哪里？千行百業(yè)與萬千場景，可能需求有個性化，但對于夜間不失幀的全彩需求，共性很多，以部門為例，因為他們對于夜間全彩，是剛需。
黑夜為案件高頻時段，昏暗環(huán)境極易掩蓋交通違法和行為，夜間光線不足，導(dǎo)致監(jiān)控采集圖像普遍存在亮度低、對比度低、顏色失真、細(xì)節(jié)缺失等問題，因而如何獲取真實有效的夜間圖像，特別是人臉、車牌等關(guān)鍵信息，始終是困擾部門一大難題。
看AI攝像機的夜間之能，需要從5個關(guān)鍵要素上做能力提升，方可勝任夜間需求。
圖像傳感器
AI攝像機產(chǎn)品要實現(xiàn)夜間對于光的改進技術(shù)，首先是傳感器的選擇。，同樣尺寸的圖像傳感器，像素越高，分配到每個像素的感光面積就小，低照效果就越差；拿200萬像素的高清攝像機來說，如果使用與30萬像素模擬攝像機同樣大小的傳感器，那平均每一個像素的感光面積只有模擬攝像機的1/8，其高清畫質(zhì)在夜間反而會更加慘不忍睹。
記者在之前接觸思特威、格科微等CIS芯片企業(yè)交流時，他們也談到，對于夜間能力的考量，是傳感器難題，因為場景千變?nèi)f化。所以，AI攝像機的夜視能力較強，一般會采用靶面尺寸較大的成像傳感器：相同像素的攝像機，靶面尺寸越大，每個像素吸收到環(huán)境中的光線就會越多；單位面積的進光量，是體現(xiàn)傳感器夜視性能的決定因素。
充裕經(jīng)濟的算力
簡單粗暴的比拼算力，已經(jīng)毫無意義。算力是AI的基礎(chǔ)，但目前的算力仍然在一個價格高位，也算是一種稀缺資源。選擇經(jīng)濟合適又剛剛好的算力，是解決AI夜視全彩能力時，不可能考量的重要因素。
價格太高，甲方難以接受也難以普及，算力太低又無法與AI夜視能力適配。比如：自卡口，承載的是和交通雙重訴求，既能作為布控也能作為交通，所以甲方對于24小時不失幀的夜間全彩能力，極為看重。
而目前市場方案有AI超微光和棱鏡方案。棱鏡方案其實就是紅外補光的環(huán)?？冢饕捎秒psensor的多光譜融合技術(shù)。一個sensor感可見光，通過LED白光補光獲取彩色幀，一個sensor感紅外光，通過紅外氣體曝閃補光獲取紅外幀，然后雙幀進行融合生成車輛+人臉抓拍圖片。
灰度信息通過彩色路灰度信息和紅外路灰度信息加權(quán)融合，色度信息由彩色路色度信息對應(yīng)融合后的灰度信息進行拉升，達到提升信噪比和低照度能力，以降低對白光補光的要求。
但是不同材質(zhì)對可見光和紅外光的反射特性不一致，融合后容易引起偏色問題。為此，棱鏡方案，漸微勢薄，而如果要以AI超微光來做卡口應(yīng)用，算力就是稀缺資源了，因為需要AI降噪之術(shù)，弱化光線依賴；AI增強之術(shù)，提升畫面能力，這需要極大算力支撐，目前業(yè)界有支持20T的澎湃算力應(yīng)用于智慧卡口中。
增強算法
使用相同的處理芯片，也不一定就能取得同樣的降噪、增益效果。以降噪為例，降噪處理不當(dāng)，會造成圖像嚴(yán)重的霧感、拖影、細(xì)節(jié)損失等現(xiàn)象。
而對于伽馬數(shù)值設(shè)置，過高會使畫面的對比度增強、畫面變暗、畫質(zhì)通透，但會丟失細(xì)節(jié)；數(shù)值設(shè)置過低，又會使圖像變亮、細(xì)節(jié)增加，但是畫質(zhì)通透度變差。所以即使基于相同的硬件平臺，產(chǎn)品的最終效果也各有不同，這其中就體現(xiàn)了不同廠家的研發(fā)實力。
大光圈鏡頭
鏡頭是攝像部件的重要組成部份，它在夜間技術(shù)應(yīng)用上的作用是為攝像機聚焦被攝目標(biāo)的光線，這里的夜間技術(shù)應(yīng)用與技術(shù)關(guān)鍵在于鏡頭的口徑越大其進光量也會越大，也就是鏡頭光圈的增大可有效提升進光量，從而使攝像機獲得理想的低照度效果，來保障技術(shù)性能。
以超大光圈鏡頭為例來看，一些廠家以高品質(zhì)的玻璃鏡片和塑膠鏡片混合的結(jié)構(gòu)模式，通過理論計算鏡片的相對位置關(guān)系，合理補償不同溫度下的熱脹冷縮效益，確保產(chǎn)品的分辨率和高低溫穩(wěn)定性，實現(xiàn)了F1.0大光圈，保證在夜晚下畫面細(xì)節(jié)仍能很好的展現(xiàn)，逆光也清晰。
記者在評測宇瞳鏡頭中發(fā)現(xiàn)，他們1/1.8＂系列及1/2.7＂系列超星光鏡頭采用大光圈設(shè)計，光圈系數(shù)可以達到F1.0，光圈可達到F1.0，微光昏暗環(huán)境下，無需近紅外燈補光，可實現(xiàn)全彩成像。像面明亮清晰，似在白天使用，其夜間全彩能力，能接近2K水準(zhǔn)。
多維融合
感知是一切智能的基礎(chǔ)，要全天候、全天時、全域化、全場景的感知，需要融合。比如前不久華為行業(yè)感知發(fā)布會就將光纖、雷達融合，進而感知很多在夜間之前無法完成之事。
當(dāng)然，一些象濾光片、自動增益、數(shù)字降噪等一些輔助性技術(shù)就不再闡述，只有將以上強化，AI攝像機才是真正的智慧之眼和暗夜精靈。
02.
尋找黑暗里的光，黑夜也“出彩"
黑夜給了黑色的眼睛，為了尋找光明。追光而上，AI攝像機夜間全彩，解決傳統(tǒng)夜間監(jiān)控方案普遍顏色細(xì)節(jié)喪失、清晰度不高、目標(biāo)識別困難、圖像亮度低、噪點多等問題。根據(jù)部數(shù)據(jù)統(tǒng)計：接近70%的都發(fā)生在夜間，從晚上7點到次日凌晨5點是事件的高發(fā)期，黑夜成了罪犯份子的天然保護傘。
AI智能攝像機是否可以在超低照度下實現(xiàn)全彩監(jiān)控，行業(yè)里都在尋找光明，通過大靶面、大光圈、AI圖像增強、智能定性補光等技術(shù)，極大的提升產(chǎn)品低照度能力以及有效的降低光污染。
在滿足業(yè)務(wù)要求的同時，滿足環(huán)保補光要求，實現(xiàn)真正的環(huán)保以及高質(zhì)量抓拍圖像，圖像還原性好，不偏色；也有企業(yè)以雙圖像傳感器分別感知色彩與亮度，圖像融合后，可以實現(xiàn)微弱光照環(huán)境下的彩色視頻輸出，無需借助暖光燈補光即可還原現(xiàn)場畫面的色彩及細(xì)節(jié)，雙攝像頭會根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境進行學(xué)習(xí)校準(zhǔn)。
同時，在攝像機本地即可實現(xiàn)人形、車形檢測、越界告警與區(qū)域入侵告警等智能功能，極大地提升了告警信息的實用性和準(zhǔn)確性，幫助用戶實現(xiàn)智能化的安全管理。
當(dāng)然，?？岛茉缜暗暮诠鈹z像機就是采用雙Sensor架構(gòu)，基于人眼仿生學(xué)原理，傳統(tǒng)成像理念，優(yōu)化對畫面色彩和亮度的處理能力；SpecEX雙光融合，?？档募夹g(shù)人員在當(dāng)時告訴記者，這雙光融合能有效提升夜間低照度環(huán)境的監(jiān)控效果，實現(xiàn)出色的彩色圖像視覺體驗；也有一些企業(yè)為夜間“出彩"，采用幽光級技術(shù)。
該技術(shù)指在微弱光或者黑暗的情況下可以清楚顯示圖像的超級監(jiān)控產(chǎn)品。由于成本高，目前只應(yīng)用在產(chǎn)品上。
點亮黑暗視界，這是一個技術(shù)性革命，打開暗夜之界，讓視界大放異彩，以夜間全彩照亮每一個角落與遠(yuǎn)方。
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