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AI in sensor, ISP and Soc

AI技术除了在实际的安防项目中应用,在安防芯片(或者说模组)核心硬件中也有了应用。一个安防摄像机芯片的核心部分是sensor,isp以及soc(仅网络摄像机。模拟摄像机一般不涉及soc)。

如标题所示,这篇文章主要总结AI技术在安防芯片中的关键部位--sensor,isp以及soc中的应用。关于AI在安防 soc中的应用其实之前已经有多篇文章总结过了,这里为了文章的完整性,仍然列出。

AI in sesnor

AI技术能在图像传感器(CIS)这一硬件中有什么应用,的确很考虑人的想象力。传统理解上,sensor仅是将光线转换成模拟信号的元器件,如何能将AI技术介入?

也许是受物联网中云边端结合的架构的启发,Sony推出了AI sensor产品(目前没看见其他CIS产商有类似的产品和技术),sensor端能直接输出结构化数据。核心之处在于在传统像素芯片之下叠加(堆栈结构)逻辑芯片,逻辑芯片中包含有简单的ISP处理,AI信号处理,以及AI模型存储等结构,这样sensor端就能直接输出经AI模型处理过的结果云数据,同时还可根据需要更新/选择不同的AI模型。

当然,除了输出结果元数据,可以根据需要,选择输出常规的图像或者裁剪的感兴趣区域图像。

可以看出,AI sensor减少了数据量(据测试,Sony IMX500数据量仅为传统图像传感器的1/7400。数据来源),因而能提高传输速度,减少对云平台的依赖,降低功耗。同时因为输出的仅为元数据,无法指向具体的个人,能顺带取到很好的隐私保护作用。

目前Sony推出了第一代AI sensor产品imx500/501,并以此产品为基础推出了边缘AI传感开发者平台,简称aitrios(trios即3个S,指索尼半导体解决方案公司(Sony Semiconductor Solutions Corp))。可以基于imx500/501这样的ai sensor开发相应应用。另外Sony还公布了其IMX500 AI sensor在罗马智慧城市项目中的应用案例。

AI in ISP

AI在ISP中的应用,这个其实很好理解。传统的ISP处理,主要是对从sensor端获取的模拟信号进行数字处理,比如降噪,3A控制,宽动态,防抖,NIR等。这是一个针对不同场景,应用不断优化调整的过程。当然这个调优过程中的积累,数据经验完全可以用于新的产品,这也就是为什么同样的新方案,老牌的安防厂商图像效果始终能保持一贯的水准,而新入局的,效果总觉得差强人意。

经验可以积累,但是需要时间。图像效果可以不断调优,但是伴随着场景增多,图像像素增大,调试中的参数也越来越多,开发周期越来越长,而画质提升的投资收益率越来越低。

在ISP调优中引入AI技术,利用强大的AI算力,深度学习纷繁复杂的场景和数据,智能调优复杂参数,最后输出学习好的算法模型来辅助图像ISP调优,加快开发周期,突破画质极限。

看见最早公开提出AI ISP概念的是华为海思(大约2021年前后,越影系列AI ISP技术),但是鲜见比较好的相关产品面世。最近又见采用爱芯元智的AX620U的安防模组面世,搭载有其AI ISP,有去噪、HDR成像、场景增强等优化,搭配一般的sensor,低照成像效果似乎很不错。

AI ISP未来能突破的应用场景应该是低照(搭配较普通的sensor,在无可见光或者弱关的场景下,能菜色清晰成像),更好的HDR表现,3A控制(色彩更逼真,无限接近人眼所见),各种复杂的环境场景(雨天,雾天,强光等)。

以上是ISP芯片厂商给出的解决方案,作为模组厂家,能否以大数据,算力,自己建立训练模型,获得的调优数据,直接应用于普通的ISP?

AI in SoC

AI Soc目前是整个安防芯片领域的重头。各大安防芯片产商主推的就是SOC的AI功能,从普惠的人形侦测,声音侦测,到比较高阶一点的机非人,车牌识别,人脸识别等等,功能很多,落地的产品也很多。之前也有很多文章有相关介绍,这里不一一展开,重复。感兴趣可以自行搜索。这里重新罗列更新下目前安防领域的SOC芯片,当然主要是支持AI功能的,IPC SOC。

联咏

联咏(官网--https://www.novatek.com.tw/ ),Novatek,台湾企业,产品以显示屏幕驱动IC,行车记录仪芯片为主。

  • NT98566 arm Cortex A9 CPU@max. 1GHz.1G DDR.相当于Hi3516EV300
  • NT98562 arm Cortex A9 CPU@max. 1GHz.512MB DDR.相当于Hi3516EV200
  • NT98520 相当于Hi3516CV500
  • NT98525 相当于Hi3516DV300
  • NT98528 相当于Hi3516AV300

智源

智源,Grain Media,改名升迈,被联咏收购,代表作GM8135S,常用于消费类Wi-Fi IPC。

晨星

晨星,Mstar,台湾的芯片厂家,被联发科收购。产品型号以MSC开头,现在多被星宸 取代,与其渊源很深。

星宸

星宸,SigmaStar,总部厦门,对外宣称技术团队来源于 晨星。IPC类产品种类很齐全,从200万到4K均有,产品型号以SSC, SSR开头。

  • MSC335 ⅔MP smart home IPC, low power.
  • SSC335 arm Cortex-A7@800Mhz,512MB DDR2.3MP IPC.相当于3516EV200.
  • SSC338Q 4K@20FPS,2Gb DDR(SSC338D带1Gb DDR).0.5T算力.相当于Hi3516DV300.
  • SSC338G 4K@20FPS.不带DDR.1T算力.相当于Hi3516DV300.
  • SSC339G 4K@30fps.不带DDR.1T算力.
  • SSC336Q 内置2Gb DDR(SSC336D自带1Gb DDR).3MP@30FPS,0.5T算力.相当于Hi3516CV500.
  • SSC337DE 内置1Gb DDR.5MP@20FPS,1080P@60FPS.相当于Hi3516EV300.
  • SSC30KD/KQ 5MP@30FPS,分别内置1Gb和2Gb DDR,带0.5T AI算力。
  • SSC359G ARM Cortex-A53 Dual Core with max. 1.2GHz.12M@25fps.

海思

略过

富瀚

富瀚微, fullhan,位于上海,海康威视的关联公司,主要产品是模拟摄像机ISP,IPC SOC。

  • FH8858V200 8MP15fps,外接DDR
  • FH8856V200 5MP25fps,内置128MB DDR
  • FH8658 5MP20fps,0.5T,外接DDR
  • FH8856V210 5MP25fps,内置128MB DDR
  • FH8852V200 4MP20fps,内置64MB DDR
  • FH8656 4MP25fps,0.5T,内置128MB DDR
  • FH8852V210 4MP20fps,内置64MB DDR
  • FH8652 3MP20fps,0.5T,内置64MB DDR
  • FH8852V201 3MP25fps,0.5T,内置64MB DDR
  • FH8636 3MP25fps,0.5T.内置64MB DDR

安凯

安凯 ,anyka,位于广州。代表作AK3918E,用于消费类Wi-Fi摄像机。

国科

国科微,gokemicro,位于长沙,产品涉及存储、智能机顶盒、视频编解码、物联网等。

  • GK7205V300 ARM CortexA7@900MHz,32KB I-Cache,32KBD-Cache,128KB L2 Cache.1Gb DDR3L.Pin to Pin with Hi3516EV300.Up to 5MP IPC
  • GK7205V200 ARM CortexA7@900MHz,512Mb DDR2.Pin to Pin with Hi3516EV200.For ⅔/4MP IPC.
  • GK7202V300 ARM Cortex A7@900MHz,512Mb DDR2.Pin to Pin with Hi3518EV300.For smart home camera, low power.
  • GK7605V100 ARM Cortex A7@900MHz,4Gb DDR3/DDR3L.Pin to Pin with 3516DV200.
  • GK7102 1/1.3MP IPC
  • GK7202 2MP IPC

君正

君正,ingenic,位于北京,产品主要涉及微处理器,智能视频。安防芯片主要有用于消费类摄像机的T20/21(200/300 万 IPC SOC), 最新的还有T31X,T41,T40N,T31N等。

安霸

安霸 ,ambarella,总部位于美国的台湾企业。很早就从事安防,视觉识别,消费类电子的芯片公司,安防类芯片很多,但是价格偏贵,性价比不高,国内使用不多。

Ti

Ti,德州仪器,美国的半导体公司,早期在IPC SOC领域市场认可度很高,代表作DM365,DM368。

瑞昱

瑞昱 ,Realtek,台湾公司,产品主要包括电脑周边,通讯,多媒体等IC。安防类产品RTS3903N,用于消费类Wi-Fi摄像机(200万)。

瑞芯微

瑞芯微 ,Rockchip,位于福州,专注于音视频,移动多媒体芯片的研发设计。安防类芯片代表作RV1108,RV1109,RV1126。

齐感

齐感 ,SensLab,位于上海,边缘人工智能芯片的开发和解决方案的提供。代表作QG2101B,用于小蚁科技的YI IOT方案IPC。

雄迈

雄迈,XM,杰峰,巨峰,位于杭州,主要从事安防模组的设计研发,也有自研的安防SOC,比如XM530,XM550,XM650等。

爱芯元智

  • AX630A 4K@60FPS.32Tops@int4,8Tops@int8
  • AX620A 4K@30FPS.14.4Tops@int4, 3.6Tops@int8
  • X650A.8K@30fps
  • AX65N.8K@30fps.43.2Tops@int4,10.8Tops@int8
  • AX620U

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