智能从“芯”开始、IPC的“芯”动力 ——实测亿智电子第二代智能安防AI SoC芯片

    【CPS中安网 cps.com.cn】 　　产能受阻、有市无价，芯片荒之后导致的“芯愁”，终归是市场又一次的大浪淘沙。

　　安防上游，存在感一直较低。直到2016年智能安防时代开启，一批AI算法初创公司陆续登台，关于算法争夺战打响；而当算法之争转向算力时，芯片制造商也如法炮制般，开始上演排位赛。

　　“浅草才能没马蹄”，在行业芯片市场争春之时，为业界带来亿智电子科技有限公司第二代AI SoC芯片，实测其“芯”能力。

安防『芯』动力：亿智新一代AI SOC凸显专业能手

　　智能安防，从“芯”开始。亿智SV826 / SV823 是新一代智能IPC SoC芯片，为前端摄像机注入强劲的AI算力。

　　与厂家沟通得知，亿智电子是以AI机器视觉算法和SoC芯片设计为核心的系统方案供应商，致力于视像安防、汽车电子、智能硬件领域的智能化赋能。2019年量产自研的端侧AI SoC芯片，并快速突破百万量级的AI芯片出货。

　　视界即为世界，关乎摄像机图像性能，一直是行业探索。图像信号处理模块（ISP）对采集原始图像信号进行处理，使图像得以复原和增强，这是摄像机整个工作流程最为重要一环，也表明ISP的“显赫地位”。但其研发绝非易事，也非旦夕之功，都在岁月里。

　　在专业安防领域，由于摄像机需要全天候全场景不间断工作，因此“逆光时看的清”、“暗光时看的见”、“大场景时看的广”是对安防领域ISP的基本要求，为了能满足上述安防场景需求，第二代型号为SV826 / S823芯片，集成了专业安防级的图像处理单元Spark ISP，支持3帧宽动态融合，看清丰富细节，实现图像效果大幅的增强。

多重曝光宽动态技术 |  逆光时看的清

　　宽动态技术早在2005年行业开始盛行，因为全天候监控需要，不受光线所限，所以该技术早已有之，但在应用之时多少有些不尽如人意。现在多重曝光宽动态技术，更多解决的是全场景的暗部过黑、亮部过曝以及细节丢失的关键问题，增加全场景的适应能力。

　　厂商技术人员告诉记者，他们Spark ISP支持3帧合成宽动态，处理位深达20bits，可以有效保证AI智能应用对强逆光、高动态等应用场景的全覆盖。

　　测试环境下，在启用WDR后，Spark ISP可有效区分高动态范围（120dB）测试卡（对比度达1000000:1）中所有灰块，实测动态范围达到120dB。

左图为亿智SV826方案，右图为传统方案

　　实测中，在启用WDR后，Spark ISP能同时看清亮部和暗部细节，背光的人脸清晰，阳光直射的建筑、树木曝光正常，细节纹理可见。

亿智SV826方案

传统方案

2D/3D联合降噪技术 | 暗光时看得见

　　最近几年3D 数字降噪技术开始普及。相比于传统降噪，3D 数字降噪通过对比前后几帧的图像，可以准确找到图像噪点并进行消除，即使在图像传感器不变的情况下，画面纯净度也能得到极大提升。

　　尤其是在安防监控经常出现的场景：如低照度环境和运动物体拍摄，此技术可以使得画面更加细腻清晰。

　　亿智Spark ISP采用2D/3D联合降噪技术，通过高精度的运动估计算法，可以准确区分图像运动区域和静止区域，在降低图像帧间噪声的同时减少运动拖影。同时，针对运动区进行特殊处理，使运动区与静止区域纹理的自然一致。

　　在实测中，Spark ISP 在Sensor增益达到54dB的情况下，依然可以清晰分辨出物体细节，让摄像机可以在“暗光时看的见”。

亿智SV826方案

其他方案

畸变矫正技术 | 大场景时看得广

　　早年间的态势监控，就是既有全景，也兼顾细节。在凸显细节能力后，此次评测产品通过鱼眼矫正技术，让视界“见广”。测试中发现，Spark ISP 同时集成了几何畸变矫正模块，可以支持投影变换、鱼眼矫正（包括：360全景、180全景、普通三种矫正模式）、镜头畸变矫正等功能。

Fisheye | 亿智SV826方案

180°全景 | 亿智SV826方案

智能H.265+编码器大幅降低编码码率，硬盘空间节省77%

　　因时代而变，以视频监控为技术底座的安防，技术革新之所以如此之快，与图像的技术演进密不可分。

　　其图像编码方式从早期的MPEG1/2发展至MPEG4，随后过渡到H.264，再到如今H.265编码格式成主流，其更高压缩效率、更低编码码流，促进了安防行业技术更新的快速迭代。

　　亿智看到，随着高清与超高清分辨率的日益普及，视频监控数据量呈现爆炸式的增长，大幅增加了传输带宽和存储空间的压力。

　　为此，亿智SV826 / SV823采用了智能H.265+编码技术，通过建立背景模型，对监控画面进行背景、前景分离，提取出前景目标，在不降低监控画质的同时，可大幅降低编码码率，从而节省存储空间。

　　在实际测试中发现，通过默认的AVBR码控策略，亿智方案编码平均码率在450Kbps左右，编码24小时仅占用空间4.86G。

　　而传统的IPC方案为了保证画质，一般采用CBR的码控策略，码率设置在2000Kbps，编码24小时就占用了21.6G。相比之下，SV826 / SV823方案节省了77%的存储空间。

第二代自研NPU | 神经网络性能翻倍提升

　　NPU即神经网络处理器，是SoC中的AI计算单元，可进行结构化的视频内容分析处理，对目标内容实现智能化的检测与识别。将视频结构化处理技术部署到前端摄像机，可降低对云端AI处理的依赖，缓解云端运算存储的压力。

　　随着前端摄像机的智能化需求不断强化，集成NPU、具备AI算力的IPC SoC越来越受到市场的关注。

　　据了解，亿智SV826 / SV823集成第二代亿智自研NPU，支持Caffe、TensorFlow、Pytorch 等常用框架，相比上一代芯片有效降低最高50%的内存访问带宽消耗，算力得到更有效发挥，性能得到翻倍提升。以下是常用神经网络的实测数据比对。

　　另外，基于SV826 / SV823的IPC方案可支持多种智能算法应用，包括“机非人”检测识别、高空抛物、电动车识别、安全帽/头盔识别等物体识别类算法，为广大智能安防行业的合作伙伴提供高效的AI IPC解决方案。

厂商说法

　　SV826 / SV823是亿智电子发布的第二代智能安防AI SoC芯片，主要应用于视频编解码AI摄像机，集成高算力自研NPU、具备高性能的图像处理和编解码能力，可实现最高4K超高清视频录制和视频级别的智能化。

　　SV826内置1.5Tops高算力NPU，32bit DDR3内存带宽，支持4K@30fps（3840x2160）超高清视频编解码，最多3路摄像头的接入；SV823支持2K@30fps（2560x1440）的视频编解码以及最多2路摄像头接入。

　　相比SV826，SV823内置0.8Tops算力NPU，同时集成1Gb/2Gb的DDR3L，集成度更高，封装（QFN128）也更为精简。

　　该芯片系列能高效支持人脸识别/检测、人形识别、车牌识别、车型识别、视频结构化，以及智能行为分析等智能应用场景。

记者观点

　　智能是这一时代，安防最显著的技术符号，一切探讨都围绕此展开。

　　与芯片有关话题，在行业总能掀起涟漪。抛开外部因素，因为产业升级与时代变迁，用户需求不再是单一诉求，在构建安全同时都将业务应用进行融合。所以，呈现给用户的体验为简单高效。把简单留给用户后，复杂就只能留给研发了，尤其是芯片领域。

　　打磨芯片，苦活儿。外部各种受制、受阻与受困，从内因来看更新频率过快、研发成本倍数级增长、利润反而越发单薄等。

　　之于安防，面对视频监控更高要求，更快运算处理速度、更高整合度、能够应对更高复杂度的智能应用、更强大的网络功能。

　　因而，需要功耗更低而功能又极为强大的SOC。此次评测亿智电子两款芯片产品，让记者感慨这个在安防市场潜心研发的企业决心与魄力。

　　从默默无闻到一鸣惊人，或许就是对该企业的最佳注解。亿智电子核心业务聚焦在AI芯片的设计和研发上。此次评测产品是上一代的升级迭代版，相较于上一代，这一代的优势突出在专业安防级ISP、智能H.265+编码器、第二代自研NPU三个方面。

　　而这每一面的升级，为行业在上游领域做得是“货真价实”之事。至于这两款芯片与同行竞品优劣如何不做评述，更多的还是留给市场的校验与反馈吧。