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(jī)。因?yàn)?，世界著名的?shí)驗(yàn)心理學(xué)家赫瑞特拉實(shí)驗(yàn)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(jì)算機(jī)模擬人類去看，加深對圖像、語言、文字的理解。 放置于安防，實(shí)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(jī)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(jìn)進(jìn)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(jī)出現(xiàn)，感知與理解世界，就是新的時(shí)代命題。在這命題下，暗夜之界，如何點(diǎn)亮？是最大難題。. 01. 暗夜之傷與AI之能 其實(shí)對于“光”的24小時(shí)監(jiān)控所需，最早在2005年基于DPS技術(shù)的寬動(dòng)態(tài)智能攝像機(jī)，以PIXIM最新的DPS技術(shù)應(yīng)用到光線高需求場景中，在彼時(shí)引發(fā)行業(yè)大猜想。24小時(shí)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(jī)，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(jī)。而國內(nèi)首個(gè)星光級攝像機(jī)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(xiàng)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(gè)性化，但對于夜間不失幀的全彩需求，共性很多，以執(zhí)法部門為例，因?yàn)樗麄儗τ谝归g全彩，是剛需。 黑夜為案件高頻時(shí)段，昏暗環(huán)境極易掩蓋交通違法和犯罪行為，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(shí)有效的夜間圖像，特別是人臉、車牌等關(guān)鍵信息，始終是困擾執(zhí)法部門一大難題。 看AI攝像機(jī)的夜間之能，需要從5個(gè)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(jī)產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)夜間對于光的改進(jìn)技術(shù)，首先是傳感器的選擇。眾所周知，同樣尺寸的圖像傳感器，像素越高，分配到每個(gè)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(jī)來說，如果使用與30萬像素模擬攝像機(jī)同樣大小的傳感器，那平均每一個(gè)像素的感光面積只有模擬攝像機(jī)的1/8，其高清畫質(zhì)在夜間反而會(huì)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(shí)，他們也談到，對于夜間能力的考量，是傳感器最大難題，因?yàn)閳鼍扒ё內(nèi)f化。所以，AI攝像機(jī)的夜視能力較強(qiáng)，一般會(huì)采用靶面尺寸較大的成像傳感器：相同像素的攝像機(jī)，靶面尺寸越大，每個(gè)像素吸收到環(huán)境中的光線就會(huì)越多；單位面積的進(jìn)光量，是體現(xiàn)傳感器夜視性能的決定因素。 充裕經(jīng)濟(jì)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(gè)價(jià)格高位，也算是一種稀缺資源。選擇經(jīng)濟(jì)合適又剛剛好的算力，是解決AI夜視全彩能力時(shí)，不可能考量的重要因素。 價(jià)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，承載的是公安和交通雙重訴求，既能作為布控也能作為交通執(zhí)法，所以甲方對于24小時(shí)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(shí)就是紅外補(bǔ)光的環(huán)?？?，主要采用雙sensor的多光譜融合技術(shù)。一個(gè)sensor感可見光，通過LED白光補(bǔ)光獲取彩色幀，一個(gè)sensor感紅外光，通過紅外氣體曝閃補(bǔ)光獲取紅外幀，然后雙幀進(jìn)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(jìn)行拉升，達(dá)到提升信噪比和低照度能力，以降低對白光補(bǔ)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?yàn)樾枰狝I降噪之術(shù)，弱化光線依賴；AI增強(qiáng)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(qiáng)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(huì)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(huì)使畫面的對比度增強(qiáng)、畫面變暗、畫質(zhì)通透，但會(huì)丟失細(xì)節(jié)；數(shù)值設(shè)置過低，又會(huì)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(shí)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(jī)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(jìn)光量也會(huì)越大，也就是鏡頭光圈的增大可有效提升進(jìn)光量，從而使攝像機(jī)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(jì)算鏡片的相對位置關(guān)系，合理補(bǔ)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(shí)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(jì)，光圈系數(shù)可以達(dá)到F1.0，光圈可達(dá)到F1.0，微光昏暗環(huán)境下，無需近紅外燈補(bǔ)光，可實(shí)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(shí)、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(huì)就將光纖、雷達(dá)融合，進(jìn)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(dòng)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(qiáng)化，AI攝像機(jī)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(jī)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(diǎn)多等問題。根據(jù)公安部權(quán)威數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：接近70%的犯罪都發(fā)生在夜間，從晚上7點(diǎn)到次日凌晨5點(diǎn)是犯罪事件的高發(fā)期，黑夜成了罪犯份子的天然保護(hù)傘。 AI智能攝像機(jī)是否可以在超低照度下實(shí)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(qiáng)、智能定性補(bǔ)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(shí)，滿足環(huán)保補(bǔ)光要求，實(shí)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(shí)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(bǔ)光即可還原現(xiàn)場畫面的色彩及細(xì)節(jié)，雙攝像頭會(huì)根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí)校準(zhǔn)。 同時(shí)，在攝像機(jī)本地即可實(shí)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(shí)用性和準(zhǔn)確性，幫助用戶實(shí)現(xiàn)智能化的安全管理。 當(dāng)然，?？岛茉缜暗暮诠鈹z像機(jī)就是采用雙Sensor架構(gòu)，基于人眼仿生學(xué)原理，顛覆傳統(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(shí)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(shí)現(xiàn)出色的彩色圖像視覺體驗(yàn)；也有一些企業(yè)為夜間“出彩”，采用幽光級技術(shù)。 該技術(shù)指在微弱光或者完全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)用在高端產(chǎn)品上。 點(diǎn)亮黑暗視界，這是一個(gè)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(gè)角落與遠(yuǎn)方。
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