豪威科技：重新定義近紅外行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)

最近兩年，由于車載應(yīng)用、機(jī)器視覺(jué)、人臉識(shí)別與安防監(jiān)控的快速發(fā)展，以及越來(lái)越強(qiáng)大的手機(jī)拍照功能，全球CMOS圖像傳感器銷售額屢創(chuàng)新高。以安防領(lǐng)域?yàn)槔?017年全球安防領(lǐng)域CMOS出貨量達(dá)到1.84億，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到11.95%。R6Wesmc

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全球CMOS圖像傳感器銷售額屢創(chuàng)新高R6Wesmc

與此同時(shí)，對(duì)高分辨率、超低光線條件下的圖像質(zhì)量、以及近紅外性能的不懈追求，也正成為當(dāng)前安防市場(chǎng)的三大趨勢(shì)。一方面，分辨率正從主流的1080P逐步向4K2K發(fā)展，人臉識(shí)別、物體識(shí)別等智能視頻需求開(kāi)始興起，H.265編碼技術(shù)逐漸得到普及；另一方面，包括超低光彩色、超低光不開(kāi)補(bǔ)光燈、SNR1<0.2Lux在內(nèi)的超低光線條件下的圖像質(zhì)量要求不斷提升，使得近紅外應(yīng)用在安防、人臉識(shí)別、生物特征識(shí)別、駕駛員監(jiān)控、AR/VR等行業(yè)成為廣泛需求，具體要求包括降低紅外燈的功耗、提高監(jiān)測(cè)物體距離、SNR1940 <35nW/cm2等。R6Wesmc

因此，在提升近紅外靈敏度成為市場(chǎng)熱點(diǎn)的同時(shí)，如何降低近紅外燈功耗，延長(zhǎng)電池壽命；延長(zhǎng)探測(cè)距離，保持功耗不變；以及消除850nm紅曝現(xiàn)象，又成為技術(shù)的難點(diǎn)。例如，就目前而言，850nm光照度是室外監(jiān)控?cái)z像頭的理想之選，但850nm產(chǎn)生的紅曝現(xiàn)象明顯，容易暴露攝像機(jī)的位置，對(duì)視覺(jué)產(chǎn)生傷害，靈敏度也不及940nm。而940nm則因?yàn)榻t外光不會(huì)被人眼察覺(jué)，適合夜晚室內(nèi)黑暗環(huán)境，正成為傳統(tǒng)圖像傳感器產(chǎn)品未來(lái)升級(jí)的方向。R6Wesmc

夜鷹(Nyxel)技術(shù)是豪威科技(OmniVision)為突破紅外靈敏度所推出的一把利器。據(jù)豪威科技市場(chǎng)部副總裁陳家旺介紹，首先，通過(guò)增加硅基層厚度，在吸收更多光子的同時(shí)大幅增加光電轉(zhuǎn)換效率；其次，為避免光子在傳播過(guò)程中形成串?dāng)_，研發(fā)人員將像素置于像素間具有屏障的溝槽中；最后，增加一層曲面薄膜，使得光子在被吸收后能夠以不同角度行駛更長(zhǎng)的距離，增加光電轉(zhuǎn)換效率，從而形成更明亮的圖像。 R6Wesmc

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，相比傳統(tǒng)近紅外傳感器，使用夜鷹Nyxel技術(shù)的產(chǎn)品在850nm波長(zhǎng)處的量子效率(QE)從原來(lái)20%提到60%，增加3倍；940nm波長(zhǎng)處的QE從8%提到40%，增加5倍。靈敏度的提升，意味著豪威圖像傳感器能夠在相同的近紅外光量下成像更清晰，可以檢測(cè)到更遠(yuǎn)的成像區(qū)域，意味著減少了對(duì)LED補(bǔ)光燈的需求，從而降低了總體功耗和成本。R6Wesmc

此前，CMOS圖像傳感器方面行業(yè)一直采用可見(jiàn)光亮度標(biāo)準(zhǔn)，即單位面積光通量(Lux)來(lái)度量，然而隨著近紅外光成為主流，如何衡量相關(guān)產(chǎn)品的性能行業(yè)卻并無(wú)參考指數(shù)。對(duì)此，豪威科技提出了一種新的指標(biāo)NIR SNR1對(duì)其進(jìn)行量化，該指標(biāo)融合了QE、像素尺寸和讀取噪聲等因素，在850nm和940nm兩個(gè)不可見(jiàn)光波長(zhǎng)領(lǐng)域定義了新的標(biāo)準(zhǔn)，即采用單位面積輻射通量(nW/cm2)來(lái)度量。R6Wesmc

按照這個(gè)指標(biāo)，在30nW/cm2左右的參數(shù)范圍將被視為優(yōu)秀的產(chǎn)品，這使得在紅外產(chǎn)品有了參考指標(biāo)，客戶可以用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量相關(guān)產(chǎn)品以區(qū)分性能。未來(lái)，940nm紅外光還將會(huì)向更加穩(wěn)定高效的940nm VCSEL紅外光源前進(jìn)。R6Wesmc

而豪威科技最新推出的安防專用圖像傳感器芯片OS02C10的SNR1850nm值為23nw/cm2，SNR1940nm值為31nw/cm2，意味著在同樣環(huán)境和同樣圖像探測(cè)范圍內(nèi)，采用該傳感器設(shè)計(jì)的安防監(jiān)控?cái)z像頭可在完全黑暗的條件下正常工作，且近紅外照明功耗比其它競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品要低2-4倍。R6Wesmc

地平線：為邊緣計(jì)算注入澎湃算力

現(xiàn)代城市每時(shí)每刻都產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，這也帶來(lái)屬于人工智能，尤其是邊緣計(jì)算的巨大機(jī)會(huì)。地平線(Horizon Robotics)創(chuàng)始人&CEO余凱稱，地平線專注邊緣計(jì)算，讓設(shè)備在終端側(cè)就有即時(shí)處理數(shù)據(jù)的能力。R6Wesmc

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地平線創(chuàng)始人&CEO余凱 R6Wesmc

在未來(lái)城市場(chǎng)景中，計(jì)算的實(shí)時(shí)性非常重要。他列舉了安防和自動(dòng)駕駛兩個(gè)具有代表性的案例：“對(duì)安防來(lái)說(shuō)，端的及時(shí)響應(yīng)可以更好的保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，減少犯罪，而對(duì)自動(dòng)駕駛而言，端的及時(shí)響應(yīng)則可能大大降低事故發(fā)生率，從而挽救人們的生命。而從另一角度來(lái)看，前端計(jì)算可以大大節(jié)省帶寬，把服務(wù)器端的負(fù)載大大降低，讓更多場(chǎng)景下的實(shí)時(shí)計(jì)算成為可能，從而大大提升未來(lái)城市居民的生活質(zhì)量。R6Wesmc

2018安博會(huì)上，地平線首次展出了XForce邊緣AI計(jì)算平臺(tái)。XForce是基于地平線BPU2.0處理器架構(gòu)的FPGA邊緣AI計(jì)算平臺(tái)。通過(guò)算法與芯片深度結(jié)合的軟硬件聯(lián)合優(yōu)化，XForce具備強(qiáng)大的視覺(jué)感知能力,在功耗和性能方面相對(duì)GPU擁有更明顯的優(yōu)勢(shì)，具備高性能、低功耗、易于集成和使用等特點(diǎn)，可基于稀疏和定點(diǎn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成各種深度學(xué)習(xí)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)人臉和人體抓拍識(shí)別、人體行為分析、視頻結(jié)構(gòu)化等功能，可保持各項(xiàng)任務(wù)指標(biāo)處于業(yè)界領(lǐng)先地位，相比目前主流的開(kāi)源方案具有明顯優(yōu)勢(shì)。此外，由于基于地平線BPU2.0處理器架構(gòu)，該平臺(tái)未來(lái)可平滑遷移到即將流片的地平線旭日2.0芯片。R6Wesmc

在此基礎(chǔ)上，地平線密集人群人體分析方案可廣泛應(yīng)用于AIoT邊緣計(jì)算方向的多個(gè)未來(lái)城市場(chǎng)景，如商業(yè)場(chǎng)景中的客流統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)建檔、消費(fèi)者動(dòng)線、場(chǎng)景熱力圖、消費(fèi)者行為分析等，并可在交通、安防等多類城市公共場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)高效率的人臉、人頭、人體檢測(cè)，以及多人的人體骨骼點(diǎn)和單例分割。R6Wesmc

智能攝像機(jī)方案方面，地平線展出了多達(dá)7種內(nèi)置地平線旭日1.0芯片的高清網(wǎng)絡(luò)智能攝像機(jī)方案，外形囊括槍機(jī)、半球機(jī)、筒機(jī)等，產(chǎn)品功能覆蓋人臉識(shí)別、人臉抓拍、客流統(tǒng)計(jì)等，這些智能攝像機(jī)方案均內(nèi)置旭日(Sunrise)1.0處理器，集成世界領(lǐng)先的深度學(xué)習(xí)算法，能夠在較低的功耗下(整機(jī)功耗均不超過(guò)6w)，實(shí)現(xiàn)前端的大規(guī)模人臉檢測(cè)、跟蹤、抓拍、比對(duì)、統(tǒng)計(jì)等功能，可廣泛應(yīng)用于智慧零售與智慧城市場(chǎng)景。R6Wesmc

此外，地平線還首次展出了多款內(nèi)置地平線旭日1.0系列芯片的“旭日”人臉抓拍模塊和抓拍識(shí)別一體模塊。該類模塊集合地平線自主研發(fā)的國(guó)際領(lǐng)先的深度學(xué)習(xí)算法，具備在前端實(shí)現(xiàn)大規(guī)模人臉檢測(cè)、跟蹤、抓拍、識(shí)別的能力，可廣泛應(yīng)用于零售、安防、校園、企業(yè)等未來(lái)城市多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。R6Wesmc

而地平線跨鏡多目標(biāo)軌跡動(dòng)線方案整套系統(tǒng)兼容BPU2.0處理器架構(gòu)，可在XForce計(jì)算平臺(tái)和旭日2.0芯片平臺(tái)上運(yùn)行，融合業(yè)界領(lǐng)先的人體檢測(cè)、人體Skeleton、人體單例分割、單目標(biāo)跟蹤、人體ReID及多目標(biāo)跟蹤等視覺(jué)感知技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多攝像頭多人的實(shí)時(shí)軌跡跟蹤，適用于大量未來(lái)城市商業(yè)、安防場(chǎng)景。R6Wesmc

“礦霸”比特大陸加入終端AI芯片戰(zhàn)局

比特大陸(Bitmain)2015年開(kāi)始涉足AI領(lǐng)域，2017年底發(fā)布了面向人工智能領(lǐng)域的品牌“算豐”，并推出第一代云端AI芯片，宣布正式進(jìn)軍人工智能領(lǐng)域。9個(gè)月后，比特大陸又正式發(fā)布終端人工智能芯片BM1880，形成了完整的“端-邊-云協(xié)同”的AI系統(tǒng)芯片解決方案的體系架構(gòu)。一同發(fā)布的還有基于云端人工智能芯片BM1682的算豐智能服務(wù)器SA3、嵌入式AI迷你機(jī)SE3、3D人臉識(shí)別智能終端以及基于BM1880的開(kāi)發(fā)板、AI模塊、算力棒等產(chǎn)品。R6Wesmc

“我們?yōu)樽约旱腁I芯片制定了9個(gè)月的快速迭代周期，超過(guò)摩爾定律一倍。”比特大陸產(chǎn)品戰(zhàn)略總監(jiān)湯煒偉在接受媒體采訪時(shí)表示，之所以推出終端側(cè)AI芯片，一方面是基于比特大陸云端人工智能芯片的相關(guān)產(chǎn)品在實(shí)際運(yùn)行中表現(xiàn)良好，客戶給出正面反饋，合作正在廣泛展開(kāi)，很多安防項(xiàng)目持續(xù)落地。另一方面，由于目標(biāo)市場(chǎng)應(yīng)用需要端云一體化的AI解決方案，為了更好的滿足客戶與市場(chǎng)的需求，公司決定開(kāi)發(fā)并推出端側(cè)的AI芯片及解決方案。R6Wesmc

BM1880芯片于2018年7月成功流片，是一款聚焦于邊緣應(yīng)用的深度學(xué)習(xí)推理人工智能芯片。根據(jù)規(guī)劃，在BM1880之后，比特大陸將于2019年推出第二代產(chǎn)品BM1882，以及2020年的BM1884，主要聚焦智能攝像機(jī)、智能機(jī)器人和智能家居等應(yīng)用場(chǎng)景。R6Wesmc

BM1682芯片于2018年一季度量產(chǎn)發(fā)布，是比特大陸面向深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域推出的第二代人工智能芯片。下一代產(chǎn)品BM1684預(yù)計(jì)在年底時(shí)推出，采用12nm制程工藝，基于此芯片的服務(wù)器SA5支持視頻結(jié)構(gòu)化路數(shù)也將大幅提升。此外，在BM1684之后，該公司還將于2019年推出BM1686，預(yù)計(jì)會(huì)采用7nm制程。R6Wesmc

基于BM1682芯片，比特大陸研發(fā)了深度學(xué)習(xí)加速卡SC3、智能服務(wù)器SA3、人臉識(shí)別服務(wù)器 SS3-C3和嵌入式AI迷你機(jī)SE3等，廣泛應(yīng)用于安防、互聯(lián)網(wǎng)、園區(qū)等領(lǐng)域。目前，比特大陸AI+園區(qū)的產(chǎn)品與解決方案已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工廠、產(chǎn)業(yè)園、寫字樓、新零售等多個(gè)場(chǎng)景，并與高端房地產(chǎn)公司密切合作。其人臉識(shí)別解決方案連續(xù)為“中國(guó)海峽項(xiàng)目成果交易會(huì)”以及“第20屆中國(guó)國(guó)際投資貿(mào)易洽談會(huì)”等大型展會(huì)服務(wù)，服務(wù)多達(dá)40萬(wàn)人次，在“壓力測(cè)試”中表現(xiàn)穩(wěn)定可靠。R6Wesmc

在安防方面，比特大陸積極參與多省市的安防與人工智能項(xiàng)目建設(shè)，例如2018年與福州市簽署城市級(jí)戰(zhàn)略合作協(xié)議，通過(guò)人工智能技術(shù)，助力福州的智慧城市、平安城市建設(shè)；人工智能產(chǎn)品參與湖北省公安廳安防算法測(cè)試，測(cè)試結(jié)果位居第一。R6Wesmc

此外，比特大陸還推出了3D人臉識(shí)別智能終端，具有極高的安全級(jí)別提供3D人臉識(shí)別、聲紋識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別等多重系統(tǒng)級(jí)生物識(shí)別驗(yàn)證技術(shù)，解決傳統(tǒng)生物識(shí)別技術(shù)因誤識(shí)率高、非活體攻擊，及防偽能力不足而產(chǎn)生的安全性問(wèn)題，也是業(yè)內(nèi)業(yè)界首款支持多?；旌闲蜕镒R(shí)別的3D人臉識(shí)別智能終端。R6Wesmc

本文為《國(guó)際電子商情》2018年12月刊雜志文章。R6Wesmc

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