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给泛视觉应用换双“大眼睛”:国科微重磅发布圆鸮AI ISP

AI技术在推动泛视觉应用快速普惠发展的背后,始终离不开ISP(图像信号处理引擎)这一核心技术的支撑,作为图像成像的关键,ISP决定了画质的清晰度、噪声、不同光照成像表现等,是AI进行视频结构化、内容识别、行为分析、事件判断的关键。

ISP的重要性,让泛视觉产业链企业加快了成像技术的迭代进程,以让用户在无感中享受到更精美的画质,体验到更智能的AI应用。作为国内优秀的SoC芯片及智慧视觉解决方案提供商,国科微基于其将近20年的技术积累,近年已在人工智能与图像处理技术结合方面持续取得突破,4月22日,国科微又重磅发布自研AI ISP品牌——圆鸮。

普惠AI,“圆鸮”应声落地

在深度学习、自然语言处理、计算机视觉、大语言模型、边缘AI、强化技术等AI技术的持续进步推动下,手机、电脑、平板、智能驾驶、智能座舱、机器人、安防监控、门锁/门铃、工业自动化等领域泛视觉应用快速增长,并带动CIS、SoC芯片等核心器件持续出货。

相比CIS的重要性,SoC芯片的三大处理能力同样不可忽视,分别为VENC(视频编码器)、NPU(神经网络处理器)以及ISP,其中ISP作为基础的图像处理单元,有着悠久的应用历史,技术成熟度高,创新突破难度大,其迭代进程往往被行业所忽视。

与此同时,面对各类复杂的环境原有的ISP处理能力已无法满足市场对更高画质、更高处理能力的需求,迭代优化变得越来越困难,“看得清”的能力亟待有新的突破。

据国科微智慧视觉产品线高级市场经理潘雨介绍,公司在传统ISP技术基础上,利用AI算法,通过大量的素材以及丰富的参数构建AI视觉处理模型,突破了传统ISP技术天花板,带来全新视觉效果,这就是国科微的圆鸮AI ISP技术。

取名“圆鸮”,则是国科微对自研AI ISP引擎在暗光增强、细节处理等能力上的自信,寓意圆鸮AI ISP能够像猫头鹰一样拥有敏锐的洞察能力以及捕捉能力。

六大特性,铸就领先的ISP应用

ISP的能力如何,低照度环境下的成像能力最能直接体现。

以手机为例,现在手机的夜视成像能力基本都可以做到优于人眼目视的效果,夜晚暗处的细节,人眼可能无法分辨,但通过手机视频可以清晰识别。不过相比基于传统ISP实现的影像,手机的夜视能力仍相对较弱,这主要由于手机结构限制所导致。

即便如此,基于传统ISP实现的影像仍有许多不足,主要由于传统ISP通常通过增益来提升画面亮度,导致画面噪声增多(俗称“雪花”),抑制难度大,进而导致画面亮度及干净度均不利于AI应用;且照度越低,图像画面的效果越差,甚至到无法识别的地步。

而圆鸮AI ISP超感光降噪技术,基于智能降噪的算法模型,通过AI有效区分出图像中的信号和噪声,以8dB的信噪比提升能力,精准降噪,实现低照度场景下高清成像。发布会现场,国科微向笔者展示了基于圆鸮AI ISP实现的画质效果。

同一照度场景下(0.001Lux),肉眼仅能看到一片漆黑,传统ISP处理的图像可轻微辨识画面轮廓,但画面昏暗,色彩严重失真,图像细节无法辨识。而圆鸮AI ISP处理的图像,色彩鲜明、细节清晰、画面艳丽、图像干净无噪声,逼近常规亮度下的画质效果。

现场同步与2家头部企业竞品方案进行比较,笔者比对发现,三家方案对静态的处理能力差别不大,重点在于对运动影像的处理能力上,圆鸮AI ISP表现更优,其低照度成像能力达到了行业领先水平。

国科微ISP研发中心负责人王玺林向记者表示,国科微拥有成熟的传统算法团队和AI算法团队,两个团队深度融合,构建了完整的技术链条。“特别是在降噪技术领域,国科微做了大量的储备,成就了圆鸮AI ISP实现更加优异的黑光全彩效果。”他说。

事实上,超感光降噪技术只是圆鸮AI ISP的能力之一,其还支持多光谱融合、超级稳像、超级广角、快速对焦、RGBIR。

其中,多光谱融合技术支持将红外光与可见光图像信息融合,超低照度场景下仅补充红外光,即可实现黑光全彩应用;超级稳像即防抖技术,支持IMU 6轴传感信息智能分析运动姿态,精准补偿修正动态视频,配合防抖镜头等技术,将获得更佳的防抖效果;超级广角则是多图像无畸变拼接,方便构建大视野视频影像。

普通变焦方案,往往出现聚焦不准、响应速度慢等问题,基于PDAF快速对焦技术,圆鸮AI ISP可实现精准对焦,避免低照度下对目标物体反复对焦、虚焦的情况;RGBIR技术则实现单个SoC与单个图像传感器设备,无需滤光片(IR-CUT)即可输出全彩和黑白两种图像,不仅简化了成像设备结构,还降低了后期运维的故障率。

圆鸮AI ISP的如上表现,确实对传统ISP技术实现了跳级跃迁,并在细节处理上明显优于部分同行方案。

此前市场有观点分析认为,AI ISP已经达到了ISP的技术天花板,那么,如上表现是否是圆鸮AI ISP的极限?对此,潘雨表示,“这只是圆鸮AI ISP的开始。”据其披露,接下来,国科微将在超分、电子透雾、图像拼接、超级宽动态等方面继续提升圆鸮AI ISP的能力。

王玺林向记者透露,圆鸮AIISP未来将从三大维度实现技术突破与迭代升级:在超级宽动态技术方向,不断拓展动态范围边界,有效攻克户外强光、逆光等复杂光照环境下的监控难题,让画面细节更清晰、视野范围更宽广;在降噪技术方向,通过融合更先进的深度学习算法,优化AI模型架构,进一步提升黑光全彩成像效果;在几何处理技术领域,聚焦画面拼接、光学防抖、鱼眼矫正等关键环节,以创新技术手段实现图像几何变换的精准优化,为用户带来更优质、更稳定的视觉体验。“我们希望在未来,国科微圆鸮AIISP成为一个通用的ISP基座平台,方案商基于这个平台可以更快捷地开发有竞争力的产品。”王玺林说。

纵向全覆盖,满足全域创新需求

基于圆鸮AI ISP的良好表现,国科微已开发出首款芯片GK7606V1系列,据介绍,搭载圆鸮AI ISP的GK7606V1,快速聚焦上,对算力资源的需求降低了53%,内置双核Cortex A55处理器,支持4K编解码,具有高画质、低码率、低内存、低延时以及低功耗等优势。

GK7606V1系列同时植入NPU,拥有2.5TOPS算力,支持Transformer、RNN网络,以及30 免费授权使用的自研AI算法,便于用户针对AI需求进行灵活配置,满足专业安防、中高端消费类IPC、运动DV、行车、图传等创新需求,并在安防行业头部企业取得良好反馈。

需指出的是,GK7606V1系列重点面向高端场景,而针对市场所需的高性价比方案,国科微目前正在基于圆鸮AI ISP开发GK7206V1系列芯片,新一代产品支持双核Cortex A7处理器并内置RISC-V小核,算力为1TOPS,支持4K@25 H.264/H.265编码,支持AOV、快启,支持双MIPI DVP三目输入。

据介绍,GK7606V1系列开发工作已进入到即将上市的阶段,其特点是低功耗应用,未来将重点满足分销、模组、消费类等领域的创新需求,与GK7606V1系列形成高低定位互补,为智能安防、行车记录仪、无人机图传、运动DV、会议摄像头等应用领域提供丰富的解决方案。

结语

随着科技的不断进步,泛视觉应用正以前所未有的速度渗透到我们生活的每一个角落。从智能手机的夜景拍摄到智能驾驶的视觉辅助,从安防监控的高清成像到工业自动化的精准检测,ISP技术作为这一切的核心支撑,始终在幕后默默发力。国科微凭借多年的技术沉淀和创新精神,成功推出了圆鸮AI ISP品牌,为泛视觉应用的未来发展注入了新的活力。

圆鸮AI ISP不仅在低照度成像、降噪、多光谱融合等关键技术上实现了突破,更通过与SoC芯片的深度融合,为不同应用场景提供了高效、智能的解决方案。无论是高端市场的专业需求,还是高性价比的大众应用,国科微都展现出了强大的技术实力和市场洞察力。

未来,随着圆鸮AI ISP在更多领域的落地生根,以及国科微在老旧视频质量提升、电子透雾等新技术上的持续探索,我们有理由相信,泛视觉应用将迎来更加广阔的发展空间,而国科微也将继续引领行业潮流,为用户带来更加智能、便捷、高效的视觉体验。