安防暗夜王者，AI摄像机如何更好发挥夜间之能？

如果视觉领域再有一场革命，那肯定是来自AI相机。因为，世界著名实验心理学家赫里特拉的实验表明，人的感官信息83%来自视觉，11%来自听觉，其次是嗅觉、触觉、味觉。 AI自诞生之日起，其使命就是让计算机模拟人类的视觉，加深对图像、语言、文字的理解。

放在安全上，其实安全的本质就是解决感知的问题。从传统的四大类来看，都是一样的。但随着业务的深入和市场需求的激增，以感知为核心或在平台上增加枝叶，增加更多的分析决策装置。因此，在所有的安防产品和设备中，摄像头的重量也占据了半壁江山。

1.什么是AI相机？

国际权威市场研究机构IHS曾指出，2021年以后，全球将有超过10亿个（2019年约7.7亿个）监控摄像头放眼全球，其中超过50%的摄像头将位于中国。

AI时代，传统的安防监控只是“看”，已经不能满足企业和政府的数字化需求。全球10亿个摄像头仅仅用来解决安全问题，可以说是一种资源浪费。如果这些摄像头能连接上一个超强的“大脑”，赋予更多的机器视觉功能，将给各行各业工作效率的提升带来质的变化。

这时候，AI相机来了！

传统的安全监控往往采用本地存储，数据安全得不到保障。设备损坏、被带走、人为损坏等都会造成数据丢失，导致监控记录无法查看。 AI云摄像机采用本地主存+云端备份的双保险模式，可以妥善解决存储数据的安全问题。

传统的安防监控往往是将摄像头连接到终端显示设备上，供安保人员在保安室查看，应用场景和功能比较单一。通过结合SaaS平台的软硬件，AI云摄像头可以实现各种应用的无限扩展。

传统监控的性能受限于硬件，功能升级往往需要通过更换硬件设备来实现。可通过平台实现AI云摄像机的功能扩展和升级。

安防暗夜王者，AI摄像机如何更好发挥夜间之能？

2. AI相机能力

全天候适应性：适应各种复杂光线，应对各种恶劣天气，全天候保障优质图像来源；

全场景感知能力：一台设备可以感知监控场景中所有用户关注的目标；

全元素提取能力：对于后续的大数据分析应用，除了能够感知目标外，还需要提取所有能够描述目标的元素，比如目标的时空数据、行为数据、属性数据等.;

全数据关联能力：通过多镜头组合联动获取的同一目标的所有数据，需要能够进行去重聚关联，以提高数据分析效率，降低传输和存储压力。

AI摄像头包括鹰眼、黑光、组合智能、双目/三目立体视觉摄像头等，集成多镜头、聚合多种算法，可应用于各行各业的各种场景，满足用户的多元智能需求在同一场景中。实现了从城市制高点、低空全景到地面的全方位立体智能监控系统。

3.从5个关键要素提升能力

从AI摄像头的夜间能力来看，需要提升5个关键要素的能力才能满足夜间需求。

图像传感器

AI相机产品要实现夜间光线的提升技术，首先是传感器的选择。众所周知，同样尺寸的图像传感器，像素越高，分配给每个像素的感光面积越小，弱光效果越差；拿一个200万像素的高清摄像头来说，如果采用与30万像素模拟摄像头相同尺寸的像素，平均每个像素的感光面积仅为模拟摄像头的1/8，其高清图像晚上质量会更差。

此前记者在与Smartway、格科微等CIS芯片公司交流时，也提到夜间能力的考量是传感器最大的问题，因为场景是千变万化的。因此，AI摄像头夜视能力强，一般采用目标尺寸较大的成像传感器：像素相同的摄像头，目标尺寸越大，每个像素吸收到环境中的光线越多；单位面积入射光量是传感器夜视性能的决定因素。

丰富的经济计算能力

简单粗暴的算力比拼是没有意义的。算力是人工智能的基础，但目前的算力仍然处于高价位，可以说是一种稀缺资源。选择经济上合适且恰到好处的算力是解决AI夜视全彩能力时不能考虑的重要因素。

价格太高，甲方难以接受和普及，算力太低，无法匹配AI夜视能力。例如，自检点承载着治安和交通的双重需求，可以作为布控和交通执法。因此，甲方非常重视24小时全彩夜间不丢帧的能力。

目前市场上的解决方案包括AI超微光和棱镜解决方案。棱镜方案其实是红外补光的环保卡口，主要采用双传感器的多光谱融合技术。一个sensor感应可见光，通过LED白光补光得到彩色帧，一个sensor感应红外光，通过红外气体曝光补光得到红外帧，然后将两个帧融合生成车辆+人脸抓拍图片。

通过颜色路径的灰度信息和红外路径的灰度信息对灰度信息进行加权融合，通过融合后的灰度信息对应的颜色路径的色度信息拉升色度信息，从而提高信噪比和低照度能力降低了对白光补光的要求。

安防暗夜王者，AI摄像机如何更好发挥夜间之能？

但不同材质对可见光和红外光的反射特性不一致，融合后容易造成偏色。正因如此，棱镜方案越来越弱，而如果要将AI超暮光用于卡口应用，算力是一种稀缺资源，因为需要AI降噪技术来弱化对光的依赖； AI增强技术可以提高图形能力需要庞大的计算能力支持。目前业界支持20T算力应用于智能卡口。

增强算法

使用相同的处理芯片不一定能达到相同的降噪和增益效果。以降噪为例。降噪处理不当会导致图像出现严重的雾化、拖影和细节丢失。

关于gamma值设置，数值过高会增强画面的对比度，画面会变暗，画质会通透，但会丢失细节；如果该值设置过低，图像会变亮，细节会增加，但画质会出现透明程度的恶化。因此，即使基于相同的硬件平台，产品最终的效果也是不同的，这体现了不同厂商的研发实力。

大光圈镜头

镜头是相机部件的重要组成部分。它在夜间技术应用中的作用是为相机聚焦被摄体的光线。这里夜间技术应用和技术的关键是镜头光圈越大，进光量越大。也就是说，镜头光圈的增大可以有效增加进光量，使相机获得理想的弱光效果，保证技术性能。

以超大光圈镜头为例，部分厂家采用优质玻璃镜片和塑料镜片混合结构模式，通过理论计算计算出镜片的相对位置关系，合理补偿热胀冷缩带来的好处不同的温度，保证产品的分辨率。高低温稳定，并实现了F1.0的大光圈，保证画面细节在夜间依然能很好的展现，逆光也清晰。

记者在宇通镜头的评测中发现，其1/1.8"系列和1/2.7"系列超级星光镜头采用大光圈设计，光圈系数可达F1.0，光圈可达F1.0。无需近红外光补光即可实现全彩成像。像面明亮清晰，白天用起来仿佛，晚上的全彩能力可以接近2K级别。

多维融合

感知是一切智能的基础，全天候、全天候、全球、全场景的感知需要融合。比如前不久华为的行业感知大会，把光纤和雷达融合在一起，然后感知了很多晚上之前做不到的事情。

当然，一些辅助技术如光学滤波器、自动增益、数字降噪等就不再赘述。只有加强以上，AI摄像头才是真正的智慧之眼和暗夜精灵之眼。

安防暗夜王者，AI摄像机如何更好发挥夜间之能？

4、在黑暗中寻找光明，黑夜也“灿烂”

黑夜给了黑色的眼睛寻找光明。逐光，AI摄像头夜间全彩，解决传统夜间监控方案存在的色彩细节丢失、清晰度低、目标识别困难、图像亮度低、噪点高等问题。据公安部权威统计：近70%的犯罪活动发生在夜间。晚上7：00至次日凌晨5：00是作案的高发期，夜晚成了犯罪分子天然的保护伞。

AI智能摄像头能否实现超低照度下的全彩监控，业界正在寻找曙光。通过大靶区、大光圈、AI图像增强、智能定性补光等技术，产品的弱光能力和有效减少光污染。

在满足业务需求的同时，也满足了环保和补光的要求，实现了真正的环保和高质量的拍摄画面。灯光环境下的彩色视频输出，无需使用暖光补光，即可还原现场画面的色彩和细节。双摄像头会根据场景环境进行学习和校准。

同时，可在摄像机本地实现人形车形检测、越界报警、区域入侵报警等智能化功能，大大提高报警信息的实用性和准确性，帮助用户实现智能安防管理。

点亮漆黑的地平线，这是一场技术革命，开启黑夜的境界，让地平线闪耀光芒，在夜晚用饱满的色彩照亮每一个角落和远方。

责任编辑：赵智华

文章来源：http://www.anfangnews.com/2023/0519/6658.shtml