AI超微光攝像機(jī)

AI超微光攝像機(jī)，是在內(nèi)置AI芯片上運(yùn)行的深度學(xué)習(xí)圖像增強(qiáng)算法，實(shí)現(xiàn)了在夜間超弱光線環(huán)境下獲得高清晰、高色彩保證的高質(zhì)量抓拍圖片，滿足了用戶期望的24小時(shí)高保真圖像線索采集 。

AI超微光攝像機(jī)主要應(yīng)用于車輛卡口、車輛電警及人員卡口三大類場景 。

AI超微光攝像機(jī)，采用深度學(xué)習(xí)圖像增強(qiáng)算法， 通過對(duì)應(yīng)用場景目標(biāo)圖像要求的提煉，采集了海量夜間低照情況下車輛卡口、車輛電警、人員卡口以及全結(jié)構(gòu)化攝像機(jī)的圖像樣本與模擬數(shù)據(jù)，并針對(duì)性地進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，設(shè)計(jì)了一套從采集、標(biāo)圖、訓(xùn)練以及模型轉(zhuǎn)化的端到端的深度學(xué)習(xí)模型 。在低照環(huán)境下，該算法模型跳過了傳統(tǒng)攝像機(jī)的ISP成像調(diào)制方式，通過對(duì)大量場景抓拍圖片的學(xué)習(xí)，算法直接對(duì)傳感器輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像恢復(fù)。這樣可以大幅減少攝像機(jī)對(duì)補(bǔ)光燈的依賴，在提升圖像亮度的同時(shí)，還能充分還原物體顏色與紋理等細(xì)節(jié)信息。依托該算法還原出來的圖像，不僅大幅度提升了人眼對(duì)抓拍圖像的主觀體驗(yàn)，也能提升后端諸多的智能算法對(duì)圖像的特征分析。比如對(duì)車輛特征分析、非機(jī)動(dòng)車特征分析、駕乘人員特征分析等 。

其他技術(shù)原理分析對(duì)比

圖像成像技術(shù)發(fā)展至今，市場上也出現(xiàn)了兩大類主流技術(shù)，一類是超星光攝像機(jī)，另外一類則是黑光攝像機(jī)。

超星光攝像機(jī)的技術(shù)原理：主要采用星光級(jí)圖像傳感器，大光圈鏡頭，以及傳統(tǒng)的ISP圖像調(diào)制技術(shù)。其主要是依托圖像傳感器的靈敏度提升來減少能量轉(zhuǎn)換的效率，大光圈鏡頭提升進(jìn)光量亮。超星光攝像機(jī)應(yīng)用于普通的視屏監(jiān)控是有較大優(yōu)勢的，但是用于專項(xiàng)的應(yīng)用場景顯得不太適用了。比如：人員卡口、車輛卡口以及電警攝像機(jī) 。主要是由于超星光采取超大光圈的鏡頭，雖然擴(kuò)大了進(jìn)光量，提升了圖像亮度，但也大大降低了成像的景深，以及擴(kuò)大了車燈強(qiáng)光的光暈的影響。一般普通視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)夜間的工作快門是1/25s，人員卡口的快門1/100s，車輛卡口的快門就要更快1/400s。這些專業(yè)應(yīng)用的攝像機(jī)由于提升的快門速度，這樣就把大光圈鏡頭帶來的亮度提升又抵消掉了，導(dǎo)致目標(biāo)物體周圍的場景一片漆黑，丟失很多有用信息 。

黑光攝像機(jī)的技術(shù)原理：主要是采用兩顆星光級(jí)圖像傳感器，通過特殊的光學(xué)元器件，其中一顆傳感器通過紅外補(bǔ)光采集圖像亮度信息和物體輪廓，另外一顆采集色彩信息。然后通過圖像融合算法將兩顆采集到的圖像信息進(jìn)行融合，輸出既明亮，又是彩色的圖像 。但是黑光攝像機(jī)采集亮度的傳感器是依賴紅外補(bǔ)光來實(shí)現(xiàn)的，而另外一顆采集色彩的攝像機(jī)則和普通攝像機(jī)一樣需要環(huán)境光線，實(shí)在無光的環(huán)境下，黑光攝像機(jī)也得依賴比較強(qiáng)的LED補(bǔ)光燈來補(bǔ)光。在交通卡口的應(yīng)用中，由于汽車前擋風(fēng)玻璃上粘貼的防爆膜紅外透光率很差，所以采用黑光技術(shù)和紅外爆閃燈的環(huán)?？?，并不能采集到前排司乘人員的圖像信息。當(dāng)遇到一些紅外反光材料的物體，采用黑光技術(shù)的攝像機(jī)在色彩還原上也有一定的弊端。比如因?yàn)樗緳C(jī)穿的衣物是黑色的反紅外光材料，通過黑光技術(shù)還原的圖像將黑色衣物還原為白色了，這樣勢必對(duì)后續(xù)的違法取證造成一定的困擾 。

AI超微光攝像機(jī)是蘇州科達(dá)科技股份有限公司研發(fā)的一個(gè)系列低污染卡口產(chǎn)品，包括車輛卡口、電警卡口、人員卡口。該系列產(chǎn)品可在夜間微光條件下抓拍清晰的車輛、人員以及違章違法取證全景照片，能有效地解決光污染問題 。

大量監(jiān)控?cái)z像機(jī)雖然在白天能提供清晰、色彩還原度高的影像資料，但是大量監(jiān)控?cái)z像機(jī)到了夜間的成像質(zhì)量就差強(qiáng)人意了。為了提升夜間的圖像質(zhì)量，便在攝像機(jī)邊上增加了補(bǔ)光燈，監(jiān)控桿上已然成為麻雀陣。這種情況下，刺眼的LED補(bǔ)光燈，將嚴(yán)重影響出入人員的視線，帶來安全隱患，并且也必然引起作案人員的警惕。亦或者應(yīng)用紅外補(bǔ)光燈，但這樣獲得的視頻是黑白的，就丟失了重要的色彩信息，無法作為違法取證的證據(jù)和獲得更加有效的色彩等細(xì)節(jié)破案信息 。

所以，就需要提供一種能在夜間，在不通過外置補(bǔ)光燈的情況下，也能提供猶如白晝般清晰并且彩色還原度高的攝像機(jī)，以達(dá)成24小時(shí)安全的保駕護(hù)航，正是基于以上痛點(diǎn)，科達(dá)潛心研發(fā)出了AI超微光系列攝像機(jī) 。

公安實(shí)戰(zhàn)

對(duì)公安實(shí)戰(zhàn)而言，因AI超微光攝像機(jī)采用深度學(xué)習(xí)圖像增強(qiáng)算法，夜晚即使在微弱的補(bǔ)光條件下，仍然能夠清晰呈現(xiàn)車內(nèi)人臉與駕駛行為，路面行人人臉，且無偏色，實(shí)現(xiàn)全天候車輛、人員信息的精準(zhǔn)采集 。

駕駛安全

對(duì)駕駛?cè)硕?，AI超微光車輛卡口，當(dāng)駕駛?cè)笋{車正面經(jīng)過卡口時(shí)，不受強(qiáng)光刺激，提高夜間駕車的安全性 。

生活居住

對(duì)周邊居民而言，由于AI超微光攝像機(jī)對(duì)補(bǔ)光條件依賴度很低，燈的亮度非常弱，補(bǔ)光能量很小，當(dāng)設(shè)備工作時(shí)基本無感知，光污染擾民問題得到大幅緩解 。

1、自創(chuàng)深度學(xué)習(xí)圖像增強(qiáng)算法，高階智能

采用深度學(xué)習(xí)算法，賦予攝像機(jī)超強(qiáng)“夜視”能力

采用4Tops/8Tops AI芯片，超強(qiáng)算力，實(shí)時(shí)高質(zhì)量還原人、車和環(huán)境抓拍影像

2、4K超高清，超大靶面圖像傳感器技術(shù)

車輛卡口/電警采用業(yè)界旗艦級(jí)900W Global Shutter CMOS

人員卡口采用4/3“超大靶面CMOS是傳統(tǒng)1/1.8“的2.4倍，大幅提升感光度

3、獨(dú)特補(bǔ)光技術(shù)，綠色節(jié)能，避免光污染

約束補(bǔ)光能量，約束光斑，消除雜散光危害

低亮可見光，無忌前擋紅外透光率，色彩還原度高

（1）人工智能芯片 機(jī)器學(xué)習(xí)算法

AI超微光攝像機(jī)通過內(nèi)置大算力人工智能芯片，運(yùn)行深度學(xué)習(xí)圖像增強(qiáng)算法，用算力換圖像，夜間比路燈還暗的環(huán)境下仍可以獲得高清晰度、高色彩還原度的圖像。大幅降低卡口攝像機(jī)對(duì)補(bǔ)光燈的依賴，從而解決補(bǔ)光燈帶來的光污染問題。

（2）LED智能補(bǔ)光設(shè)備替代白光爆閃燈

AI超微光攝像機(jī)使用了LED智能補(bǔ)光燈設(shè)備，替代傳統(tǒng)的白光氣體爆閃燈，可自動(dòng)判斷白天和夜晚，夜間視頻弱頻閃補(bǔ)光（25m處照度<30lux），夜間抓拍LED弱爆閃補(bǔ)光（25m處照度<150lux）；并采用智能定向補(bǔ)光等技術(shù)，補(bǔ)光區(qū)域只覆蓋20～50m監(jiān)控區(qū)域，精準(zhǔn)補(bǔ)光。

超強(qiáng)算力

華為AI超微光攝像機(jī)內(nèi)置兩顆超大算力的AI芯片，算力可達(dá)20TOPS，為后期高效智能功能提供超強(qiáng)算力基礎(chǔ)。 該攝像機(jī)支持開放架構(gòu)的SDC OS，可通過華為算法商城（HoloSens Store）快速加載第三方算法，依托算法商城體系和超強(qiáng)算力，實(shí)現(xiàn)多種智能算法快速上線，滿足多場景智能需求。華為提出的軟件定義理念重塑了攝像機(jī)架構(gòu)和前端智能體系，在現(xiàn)有硬件平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)上，讓攝像機(jī)具有持續(xù)生命力，為客戶帶來全新的智能體驗(yàn)。此次測試的華為AI超微光攝像機(jī)，充分發(fā)揮其在算力芯片和軟件定義方面的雙重優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)算力、算法的極致應(yīng)用。

AI圖像增強(qiáng)

華為AI超微光攝像機(jī)，采用DNN ISP技術(shù)，通過對(duì)圖像時(shí)域空域進(jìn)行降噪處理，即便是在漆黑的深夜也可提供全彩圖像，不偏色。在強(qiáng)反光環(huán)境下能做到抗彩紋干擾，車內(nèi)圖像抓拍率提升50%。在夜間白天實(shí)測效果如下，在白天玻璃彩虹膜干涉的情況下，優(yōu)化效果明顯。

智能補(bǔ)光，有效降低光污染

華為AI超微光攝像機(jī)，配合LED智能補(bǔ)光，柔和頻閃時(shí)30Lux，無感知爆閃時(shí)150Lux，有效截止50米以上的遠(yuǎn)距離光束，對(duì)司機(jī)影響小。

實(shí)測時(shí)，在城市夜間交通環(huán)境下，搭配的LED智能補(bǔ)光燈光線柔和，不刺眼，與路燈的刺眼光線形成鮮明對(duì)比。該機(jī)的補(bǔ)光燈對(duì)駕乘人員的影響較小，但在高清圖像識(shí)別技術(shù)的加持下，夜間車輛圖像特征依然清晰。

圖像參數(shù)自適應(yīng)調(diào)優(yōu)，車道線自動(dòng)標(biāo)注

華為AI超微光攝像機(jī)，彩色最低照度為0.005Lux，黑白為0.0025Lux，支持強(qiáng)光抑制、數(shù)字降噪、超級(jí)寬動(dòng)態(tài)，能夠大幅提高夜間車輛監(jiān)控圖像質(zhì)量。還支持參數(shù)自適應(yīng)和車道線自動(dòng)標(biāo)注，為工程安裝提供極大便利。

在實(shí)測中，夜間開啟補(bǔ)光燈，燈光柔和不刺眼，即便是在漆黑的深夜中也能清晰辨別出車牌號(hào)、車型、車身顏色以及車內(nèi)駕乘人員，補(bǔ)光功能均勻，同時(shí)可以有效的識(shí)別主副駕駛沒系安全帶、主駕駛開車打電話等違法行為，車內(nèi)駕乘人員的人像以及是否有違規(guī)操作都清晰可見，為交警治理提供有力證據(jù)。

防水防塵，適應(yīng)室外復(fù)雜環(huán)境

華為AI超微光攝像機(jī)，其機(jī)身主體為金屬材質(zhì)，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP66，防暴IK10，無懼風(fēng)霜雨雪，可適應(yīng)室外復(fù)雜的環(huán)境。

華為AI超微光攝像機(jī)走的是“算力換圖像”的技術(shù)路線，內(nèi)置兩顆超大算力AI芯片，不論是在夜間低照度的情況下還是白天玻璃強(qiáng)反光的場景中，均可獲得全彩色、干凈無噪點(diǎn)的圖像。配合LED智能補(bǔ)光燈，采用定向精準(zhǔn)補(bǔ)光技術(shù)，有效截止了遠(yuǎn)距離光線，燈光柔和不刺眼，降低對(duì)駕乘人員的影響，杜絕光污染。同時(shí)支持電子警察、車輛卡口、流量監(jiān)測三合一，一機(jī)多用，解決多種需求多種設(shè)備的麻雀桿問題。