借助安防智能化提速的良好契機(jī)，業(yè)內(nèi)芯片企業(yè)加大了AI芯片布局。其中，上?？嵝疚㈦娮佑邢薰?以下簡(jiǎn)稱：酷芯)在2021年推出高算力視覺AI芯片AR9341，該芯片的ISP(圖像信號(hào)處理)在安防頭部客戶處測(cè)試已經(jīng)達(dá)到國(guó)產(chǎn)第一梯隊(duì)。在今年第二屆華南AI安防&商顯跨界對(duì)接會(huì)上，酷芯將再次發(fā)布搭載第三代自研NPU(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器)的AR9311、ARS31兩款智能安防芯片方案，為安防智能化提速賦能。

　　AI引擎加持，支持超星光級(jí)全彩成像

　　雖然安防AI SoC芯片性能持續(xù)增強(qiáng)，但優(yōu)秀的畫質(zhì)處理能力始終是基本訴求，這也是視頻結(jié)構(gòu)化、AI分析的基礎(chǔ)，酷芯推出的新一代芯片方案較上一代產(chǎn)品，“AR9311在畫質(zhì)方面進(jìn)行了很多優(yōu)化提升，”酷芯聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO沈泊繼續(xù)表示，“特別是在寬動(dòng)態(tài)和低照度處理方面，我們針對(duì)AI需求做了智能處理?！?/p>

　　眾所周知，實(shí)際工程中，在直面車燈等強(qiáng)背光、大堂等前后照度差很大的場(chǎng)景下，亮度較低的暗區(qū)在視頻畫面中往往表現(xiàn)為暗影，甚至看不清。AR9311在解決這類場(chǎng)景的應(yīng)用時(shí)，一是通過(guò)寬動(dòng)態(tài)(120dB)、強(qiáng)光抑制、背光補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)手段，提升“暗區(qū)”亮度;二是疊加AI算法優(yōu)化，即通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法加速器，支持對(duì)人臉等抓拍目標(biāo)進(jìn)行圖像增強(qiáng)，大幅提升后期人臉識(shí)別的準(zhǔn)確率。

　　夜視能力也是AR9311提升畫質(zhì)的重要性能之一。因7×24小時(shí)的全天候監(jiān)控特性，安防對(duì)成像設(shè)備都要求具備星光級(jí)、超星光級(jí)成像能力。目前市面上也不缺乏星光級(jí)攝像機(jī)，不過(guò)能在全彩模式下仍能保持極低照度，且能保持運(yùn)動(dòng)物體無(wú)拖尾成像，對(duì)部分產(chǎn)品來(lái)說(shuō)仍是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

　　為此，AR9311全新升級(jí)的500萬(wàn)級(jí)ISP引擎具備色彩增強(qiáng)、陰影校正、2D/3D降噪、數(shù)字透霧、圖像動(dòng)態(tài)增強(qiáng)、邊緣增強(qiáng)、圖像翻轉(zhuǎn)/鏡像、畸變校正、數(shù)字防抖等功能。對(duì)輸入的低照度圖像，通過(guò)降噪處理，能很好去除噪聲，保持畫面的干凈整潔;重要的是，超低照度下，運(yùn)動(dòng)物體影像無(wú)拖尾，沈泊表示，“我們這顆芯片可以做到0.001Lux的超低照度全彩成像能力?！?/p>

　　更高性價(jià)比，加速雙光應(yīng)用多場(chǎng)景覆蓋

　　而隨著視頻技術(shù)的持續(xù)成熟，以視覺為基礎(chǔ)的應(yīng)用也在不斷得到擴(kuò)展，在部分場(chǎng)景中，可見光并不能很好滿足應(yīng)用需求，如消防檢測(cè)、巡檢等，特別是疫情下，雙光譜應(yīng)用需求激增。

　　針對(duì)這類需求，酷芯基于已有的ARS33技術(shù)積累，再次優(yōu)化并發(fā)布了ARS31芯片。據(jù)了解，該芯片在可見光部分，與AR9311一致，具備良好的彩色圖像成像能力。而熱成像部分，獨(dú)立ISP最大支持640分辨率圖像處理，并支持2D/3D降噪、邊緣增強(qiáng)、雙光融合等圖像處理功能，沈泊介紹，“在很多場(chǎng)景，雙光譜相機(jī)在可見光還未發(fā)現(xiàn)煙火的時(shí)候，熱成像已能通過(guò)溫度檢測(cè)實(shí)現(xiàn)火災(zāi)預(yù)警，將事后追溯提前至事前預(yù)警，提高了安全防范的能力?！?/p>

　　對(duì)這些行業(yè)痛點(diǎn)，酷芯在芯片開發(fā)時(shí)，就與高德紅外、艾睿光電等熱成像產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)商做預(yù)研，并在芯片中提供相應(yīng)的接口對(duì)接，可以大幅縮短下游設(shè)備商的開發(fā)周期，提升了產(chǎn)品研發(fā)效率。

　　同時(shí)，高度集成也大幅降低了開發(fā)成本。在傳統(tǒng)的雙光譜方案中，需要在主控芯片平臺(tái)外掛一顆成本高昂的FPGA，以實(shí)現(xiàn)與紅外熱成像傳感器的對(duì)接。而酷芯的ARS31方案則是把可見光、熱成像雙光引擎及接口均集成在同一顆芯片中，大幅減少了設(shè)備商的開發(fā)工作。沈泊表示，“我們的ARS31芯片省去了FPGA環(huán)節(jié)，并采用一體化集成設(shè)計(jì)，大幅降低了成本和功耗，很好解決雙光方案普及推廣的痛點(diǎn)問(wèn)題。”

　　另外，在成像方面，ARS31還在芯片架構(gòu)中做了優(yōu)化，通過(guò)深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，支持把紅外灰度熱成像圖轉(zhuǎn)為RGB彩色圖像，讓視覺更符合人眼觀看需求;如果客戶有雙光融合需求，該芯片也能輕松提供支持，為客戶靈活匹配方案，滿足安防、消防、夜視儀、手持測(cè)溫儀、機(jī)芯等場(chǎng)景應(yīng)用。

　　算力提升2~3倍，功耗降低30%

　　目前安防市場(chǎng)推出的各類新設(shè)備中，均或多或少搭載有AI智能分析功能，小到斷網(wǎng)報(bào)警、移動(dòng)偵測(cè)，大至軌跡分析、萬(wàn)億級(jí)數(shù)據(jù)秒級(jí)檢索，已經(jīng)到了“無(wú)AI不安防”的地步，其中又以深度學(xué)習(xí)最具應(yīng)用價(jià)值，正越來(lái)越多地在機(jī)非人的檢測(cè)中得到應(yīng)用，沈泊感慨道，“安防已成為AI最大的存量市場(chǎng)?！?/p>

　　為滿足更廣泛的場(chǎng)景應(yīng)用需求，酷芯本次推出的AR9311、ARS31兩款芯片均內(nèi)置有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件加速器NPU，支持Caffe、TensorFlow、PyTorch、Onnx、Paddlepaddle等深度學(xué)習(xí)框架以及int16、int8定點(diǎn)推理。

　　需注意的是，這是酷芯首次搭載自研第三代NPU，沈泊介紹，“相比上一代產(chǎn)品，我們新一代NPU進(jìn)行了多方面優(yōu)化提升，一是支持更多的算子和更多的類型網(wǎng)絡(luò)，能更好適配持續(xù)豐富的人工智能網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，除了視頻圖像，新一代NPU對(duì)語(yǔ)音處理上也有更好地提升;二是通過(guò)整合優(yōu)化提升能效比，第三代NPU的功耗比上一代產(chǎn)品降低30%?！睋?jù)了解，新一代NPU支持3D-conv、Dropout、MatMul、Scale、3D-pool等60種算子，具備更強(qiáng)的平臺(tái)兼容性和網(wǎng)絡(luò)適配性。

　　在AI技術(shù)持續(xù)發(fā)展之時(shí)，功耗高也已成為安防設(shè)備無(wú)可規(guī)避的痛點(diǎn)之一，而安防設(shè)備特有的無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)以及密閉存放，如果產(chǎn)品散熱不良，極容易導(dǎo)致設(shè)備宕機(jī)等異常情況出現(xiàn)?？嵝驹谏钊肓私獾叫袠I(yè)的這一痛點(diǎn)后，新一代NPU的低功耗表現(xiàn)，能更好滿足實(shí)際工程的低功耗需求。

　　而在算力方面，AR9311、ARS31還采用了冗余設(shè)計(jì)。眾所周知，目前安防設(shè)備的AI算法越來(lái)越多，如人臉檢測(cè)與識(shí)別、車輛檢測(cè)與識(shí)別、絆線入侵/滯留/打架等行為分析、視角偏移/畫面遮擋等運(yùn)維檢測(cè)，但實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)備很難同時(shí)開啟多種算法，其中算力不足是重要制約因素之一;同時(shí)，算力不足也極易造成分析不準(zhǔn)確的情況出現(xiàn)。

　　為此，AR9311、ARS31在面向500萬(wàn)像素級(jí)應(yīng)用中，搭載的第三代NPU算力均達(dá)2TOPS，相比傳統(tǒng)方案的1TOPS算力，沈泊表示，“兩款芯片的算力可達(dá)到傳統(tǒng)方案的2~3倍，讓AI設(shè)備擁有更多的運(yùn)算空間，滿足安防設(shè)備算法越來(lái)越復(fù)雜、運(yùn)算精度越來(lái)越高的算力需求;同時(shí)，算力翻倍，而價(jià)格卻差不多，也能更好滿足安防行業(yè)高性價(jià)比的選型需求?！?/p>