AI技術(shù)在推動泛視覺應(yīng)用快速普惠發(fā)展的背后，始終離不開ISP（圖像信號處理引擎）這一核心技術(shù)的支撐，作為圖像成像的關(guān)鍵，ISP決定了畫質(zhì)的清晰度、噪聲、不同光照成像表現(xiàn)等，是AI進行視頻結(jié)構(gòu)化、內(nèi)容識別、行為分析、事件判斷的關(guān)鍵。
ISP的重要性，讓泛視覺產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)加快了成像技術(shù)的迭代進程，以讓用戶在無感中享受到更精美的畫質(zhì)，體驗到更智能的AI應(yīng)用。作為國內(nèi)優(yōu)秀的SoC芯片及智慧視覺解決方案提供商，國科微基于其將近20年的技術(shù)積累，近年已在人工智能與圖像處理技術(shù)結(jié)合方面持續(xù)取得突破，4月22日，國科微又重磅發(fā)布自研AI ISP品牌——圓鸮。
普惠AI，“圓鸮”應(yīng)聲落地
在深度學(xué)習、自然語言處理、計算機視覺、大語言模型、邊緣AI、強化技術(shù)等AI技術(shù)的持續(xù)進步推動下，手機、電腦、平板、智能駕駛、智能座艙、機器人、安防監(jiān)控、門鎖/門鈴、工業(yè)自動化等領(lǐng)域泛視覺應(yīng)用快速增長，并帶動CIS、SoC芯片等核心器件持續(xù)出貨。
相比CIS的重要性，SoC芯片的三大處理能力同樣不可忽視，分別為VENC（視頻編碼器）、NPU（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器）以及ISP，其中ISP作為基礎(chǔ)的圖像處理單元，有著悠久的應(yīng)用歷史，技術(shù)成熟度高，創(chuàng)新突破難度大，其迭代進程往往被行業(yè)所忽視。
與此同時，面對各類復(fù)雜的環(huán)境原有的ISP處理能力已無法滿足市場對更高畫質(zhì)、更高處理能力的需求，迭代優(yōu)化變得越來越困難，“看得清”的能力亟待有新的突破。
據(jù)國科微智慧視覺產(chǎn)品線高級市場經(jīng)理潘雨介紹，公司在傳統(tǒng)ISP技術(shù)基礎(chǔ)上，利用AI算法，通過大量的素材以及豐富的參數(shù)構(gòu)建AI視覺處理模型，突破了傳統(tǒng)ISP技術(shù)天花板，帶來全新視覺效果，這就是國科微的圓鸮AI ISP技術(shù)。
取名“圓鸮”，則是國科微對自研AI ISP引擎在暗光增強、細節(jié)處理等能力上的自信，寓意圓鸮AI ISP能夠像貓頭鷹一樣擁有敏銳的洞察能力以及捕捉能力。
六大特性，鑄就領(lǐng)先的ISP應(yīng)用
ISP的能力如何，低照度環(huán)境下的成像能力最能直接體現(xiàn)。
以手機為例，現(xiàn)在手機的夜視成像能力基本都可以做到優(yōu)于人眼目視的效果，夜晚暗處的細節(jié)，人眼可能無法分辨，但通過手機視頻可以清晰識別。不過相比基于傳統(tǒng)ISP實現(xiàn)的影像，手機的夜視能力仍相對較弱，這主要由于手機結(jié)構(gòu)限制所導(dǎo)致。
即便如此，基于傳統(tǒng)ISP實現(xiàn)的影像仍有許多不足，主要由于傳統(tǒng)ISP通常通過增益來提升畫面亮度，導(dǎo)致畫面噪聲增多（俗稱“雪花”），抑制難度大，進而導(dǎo)致畫面亮度及干凈度均不利于AI應(yīng)用；且照度越低，圖像畫面的效果越差，甚至到無法識別的地步。
而圓鸮AI ISP超感光降噪技術(shù)，基于智能降噪的算法模型，通過AI有效區(qū)分出圖像中的信號和噪聲，以8dB的信噪比提升能力，精準降噪，實現(xiàn)低照度場景下高清成像。發(fā)布會現(xiàn)場，國科微向筆者展示了基于圓鸮AI ISP實現(xiàn)的畫質(zhì)效果。
同一照度場景下（0.001Lux），肉眼僅能看到一片漆黑，傳統(tǒng)ISP處理的圖像可輕微辨識畫面輪廓，但畫面昏暗，色彩嚴重失真，圖像細節(jié)無法辨識。而圓鸮AI ISP處理的圖像，色彩鮮明、細節(jié)清晰、畫面艷麗、圖像干凈無噪聲，逼近常規(guī)亮度下的畫質(zhì)效果。
現(xiàn)場同步與2家頭部企業(yè)競品方案進行比較，筆者比對發(fā)現(xiàn)，三家方案對靜態(tài)的處理能力差別不大，重點在于對運動影像的處理能力上，圓鸮AI ISP表現(xiàn)更優(yōu)，其低照度成像能力達到了行業(yè)領(lǐng)先水平。
國科微ISP研發(fā)中心負責人王璽林向記者表示，國科微擁有成熟的傳統(tǒng)算法團隊和AI算法團隊，兩個團隊深度融合，構(gòu)建了完整的技術(shù)鏈條?！疤貏e是在降噪技術(shù)領(lǐng)域，國科微做了大量的儲備，成就了圓鸮AI ISP實現(xiàn)更加優(yōu)異的黑光全彩效果?！彼f。
事實上，超感光降噪技術(shù)只是圓鸮AI ISP的能力之一，其還支持多光譜融合、超級穩(wěn)像、超級廣角、快速對焦、RGBIR。
其中，多光譜融合技術(shù)支持將紅外光與可見光圖像信息融合，超低照度場景下僅補充紅外光，即可實現(xiàn)黑光全彩應(yīng)用；超級穩(wěn)像即防抖技術(shù)，支持IMU 6軸傳感信息智能分析運動姿態(tài)，精準補償修正動態(tài)視頻，配合防抖鏡頭等技術(shù)，將獲得更佳的防抖效果；超級廣角則是多圖像無畸變拼接，方便構(gòu)建大視野視頻影像。
普通變焦方案，往往出現(xiàn)聚焦不準、響應(yīng)速度慢等問題，基于PDAF快速對焦技術(shù)，圓鸮AI ISP可實現(xiàn)精準對焦，避免低照度下對目標物體反復(fù)對焦、虛焦的情況；RGBIR技術(shù)則實現(xiàn)單個SoC與單個圖像傳感器設(shè)備，無需濾光片（IR-CUT）即可輸出全彩和黑白兩種圖像，不僅簡化了成像設(shè)備結(jié)構(gòu)，還降低了后期運維的故障率。
圓鸮AI ISP的如上表現(xiàn)，確實對傳統(tǒng)ISP技術(shù)實現(xiàn)了跳級躍遷，并在細節(jié)處理上明顯優(yōu)于部分同行方案。
此前市場有觀點分析認為，AI ISP已經(jīng)達到了ISP的技術(shù)天花板，那么，如上表現(xiàn)是否是圓鸮AI ISP的極限？對此，潘雨表示，“這只是圓鸮AI ISP的開始?！睋?jù)其披露，接下來，國科微將在超分、電子透霧、圖像拼接、超級寬動態(tài)等方面繼續(xù)提升圓鸮AI ISP的能力。
王璽林向記者透露，圓鸮AI ISP未來將從三大維度實現(xiàn)技術(shù)突破與迭代升級：在超級寬動態(tài)技術(shù)方向，不斷拓展動態(tài)范圍邊界，有效攻克戶外強光、逆光等復(fù)雜光照環(huán)境下的監(jiān)控難題，讓畫面細節(jié)更清晰、視野范圍更寬廣；在降噪技術(shù)方向，通過融合更先進的深度學(xué)習算法，優(yōu)化AI模型架構(gòu)，進一步提升黑光全彩成像效果；在幾何處理技術(shù)領(lǐng)域，聚焦畫面拼接、光學(xué)防抖、魚眼矯正等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以創(chuàng)新技術(shù)手段實現(xiàn)圖像幾何變換的精準優(yōu)化，為用戶帶來更優(yōu)質(zhì)、更穩(wěn)定的視覺體驗。
“我們希望在未來，國科微圓鸮AI ISP成為一個通用的ISP基座平臺，方案商基于這個平臺可以更快捷地開發(fā)有競爭力的產(chǎn)品?！蓖醐t林說。
縱向全覆蓋，滿足全域創(chuàng)新需求
基于圓鸮AI ISP的良好表現(xiàn)，國科微已開發(fā)出首款芯片GK7606V1系列，據(jù)介紹，搭載圓鸮AI ISP的GK7606V1，快速聚焦上，對算力資源的需求降低了53%，內(nèi)置雙核Cortex A55處理器，支持4K編解碼，具有高畫質(zhì)、低碼率、低內(nèi)存、低延時以及低功耗等優(yōu)勢。
GK7606V1系列同時植入NPU，擁有2.5TOPS算力，支持Transformer、RNN網(wǎng)絡(luò)，以及30+免費授權(quán)使用的自研AI算法，便于用戶針對AI需求進行靈活配置，滿足專業(yè)安防、中高端消費類IPC、運動DV、行車、圖傳等創(chuàng)新需求，并在安防行業(yè)頭部企業(yè)取得良好反饋。
需指出的是，GK7606V1系列重點面向高端場景，而針對市場所需的高性價比方案，國科微目前正在基于圓鸮AI ISP開發(fā)GK7206V1系列芯片，新一代產(chǎn)品支持雙核Cortex A7處理器并內(nèi)置RISC-V小核，算力為1TOPS，支持4K@25 H.264/H.265編碼，支持AOV、快啟，支持雙MIPI+DVP三目輸入。
據(jù)介紹，GK7606V1系列開發(fā)工作已進入到即將上市的階段，其特點是低功耗應(yīng)用，未來將重點滿足分銷、模組、消費類等領(lǐng)域的創(chuàng)新需求，與GK7606V1系列形成高低定位互補，為智能安防、行車記錄儀、無人機圖傳、運動DV、會議攝像頭等應(yīng)用領(lǐng)域提供豐富的解決方案。
結(jié)語
隨著科技的不斷進步，泛視覺應(yīng)用正以前所未有的速度滲透到我們生活的每一個角落。從智能手機的夜景拍攝到智能駕駛的視覺輔助，從安防監(jiān)控的高清成像到工業(yè)自動化的精準檢測，ISP技術(shù)作為這一切的核心支撐，始終在幕后默默發(fā)力。國科微憑借多年的技術(shù)沉淀和創(chuàng)新精神，成功推出了圓鸮AI ISP品牌，為泛視覺應(yīng)用的未來發(fā)展注入了新的活力。
圓鸮AI ISP不僅在低照度成像、降噪、多光譜融合等關(guān)鍵技術(shù)上實現(xiàn)了突破，更通過與SoC芯片的深度融合，為不同應(yīng)用場景提供了高效、智能的解決方案。無論是高端市場的專業(yè)需求，還是高性價比的大眾應(yīng)用，國科微都展現(xiàn)出了強大的技術(shù)實力和市場洞察力。
未來，隨著圓鸮AI ISP在更多領(lǐng)域的落地生根，以及國科微在老舊視頻質(zhì)量提升、電子透霧等新技術(shù)上的持續(xù)探索，我們有理由相信，泛視覺應(yīng)用將迎來更加廣闊的發(fā)展空間，而國科微也將繼續(xù)引領(lǐng)行業(yè)潮流，為用戶帶來更加智能、便捷、高效的視覺體驗。
（校對/鄧秋賢）
