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雷视一体芯片成为安防监控下一代潮流

2022-01-20 14:41:17 赵明灿 阅读:
中国安防市场的一个重要发展趋势是AI智能化。未来在安防市场上雷视一体的摄像头也将成为主流。另外,为了获得更高的性能和更低的功耗,安防监控用芯片也一直在往更先进的工艺走。

目前,中国安防市场的一个重要发展趋势是AI智能化。多年来,传统安防中的监控主要是忠实地还原场景,不漏帧不掉帧且不失真,24×7全都记录并保存,这样才能保证将来有任何需要时可以往回调。然而,这几年却在往AI智能方向变化。另外,为了获得更高的性能和更低的功耗,安防监控用芯片也一直在往更先进的工艺走。mT8ednc

日前,在安博会上,安霸公司(Ambarella)推出了最新的5nm 工艺8K AI视觉芯片CV5/CV52系列。安霸中国区总经理冯羽涛和中国区市场营销副总裁郄建军两位发言人对此进行了解读。mT8ednc

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安霸中国区总经理冯羽涛()安霸中国区市场营销副总裁建军()mT8ednc

据冯羽涛介绍,作为AI视觉SoC供应商,安霸的芯片覆盖了多个市场、产品和应用,其中汽车和安防是安霸这些年重点聚焦的行业,同时在无人机、穿戴式相机、虚拟现实相机及运动相机等应用上均有涉足。十几年来,安霸已经落地量产出货超过数亿颗芯片。 mT8ednc

近年来,安霸主要在边缘及设备端发力,将AI融合进来,对传统相机进行升级,让它更具智能性。相较于通常安装在机场、高速公路、大型酒店和办公楼内的专业安防,消费级安防在国内多安装于一些小商铺及部分家庭应用,在这一方面已有很多具有AI智能的产品进入市场。mT8ednc

安霸近几年从在传统摄像机方案上发力,抓取和处理现实世界的图像和视频,拓展为基于AI的开放平台。安霸在高清视频编码和图像处理ISP方面已有多年积累,拥有自研的IP核心。CVflow是安霸特有的进行AI处理的硬件加速引擎。 4D成像雷达算法公司傲酷是安霸2021年新完成的一项并购,傲酷是全球领先的高精度、高清晰、4D成像雷达算法公司。今年安霸和傲酷进行了合并,将基于4D高精度的雷达算法整合到安霸的开放AI平台里,与之携手将视觉感知+多重感知传感器融合到安霸未来的芯片内。mT8ednc

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“磐石”可信计算架构是安霸独有的,它是把安全拓展到一个广义的整体,使全方位安全保障通过SoC落地,冯羽涛介绍说。安全涉及到很多方面,包括知识产权保护、数据传输保护、数据存储保护、用户隐私保护、系统加固、系统完整性这六块,组合到一起是基于单芯片从底层硬件开始加上底层软件。不光是保护数据、保护算法、保护隐私数据,而且还在OTA升级,基本上所有信息在传递过程中,包括从摄像头解决方案到传输数据给边缘或者云端服务器,所有这些都进行了从底层开始的设计,软、硬结合整体放在一起叫做“磐石”架构。mT8ednc

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在芯片路线图方面,从2017年至今,近4年内安霸共推出了6个系列10nm工艺的SoC。本届安博会上主推的旗舰产品CV5/CV52系列是第一代5nm低功耗工艺芯片,开发工作、整体解决方案都已推出,目前已有客户在设计中,预计2022年将会有量产产品。目前5nm系列已经诞生,而10nm则已成熟,全球诸多客户的很多量产的产品都是基于10nm系列芯片。除了CV5 5nm系列综合解决方案之外,CV28S22MEX和 CV28S26MEX这两颗基于10nm的也于近期开始推出,均为超低功耗,在做全高清1080P带智能的解决方案时,可以做到0.5瓦以下功耗。值得注意的是,所有这些芯片均是开放的AI平台。只要是使用安霸 CVflow架构,整个开发环境、工具以及软件都是兼容的,采用其中一颗做了当前的产品,若想往高端、高性能拓展或低端、低功耗走,就无需二次重新开发,基于同样平台移植起来会相对简单。未来安霸也会继续在5nm上发力,推出更丰富的产品线,冯羽涛说。mT8ednc

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冯羽涛对CV5做了详细介绍。他指出,安霸于2021年初发布了第一颗5nm工艺的 CV5,并于2021年年中针对安防产品线发布了CV5S系列。这颗芯片除了用领先的5nm低功耗工艺外,具备业界领先的8KP60编码能力,及新一代的ISP,编解码也做到了8K级别,同时可做多路的4K。“目前绝大部分4K电视已经做到了800万像素,8K就是比4K的分辨率再提升4倍,即3200万像素分辨率,同时要以30fps或60fps的速度来处理。所以,8K视觉处理相当于迈上了一个新台阶。” 冯羽涛说,“这颗芯片可挂14个摄像头,单颗处理能力可以达到3200万像素、60fps。我们是从赋能的角度出发,使得客户使用安霸的SoC可以做出非常安全的产品。作为芯片供应商,我们只是提供能力及技术支持,助力客户将产品做出来,最终产品控制权100%在用户手中。我们在技术和底层加密的各个方面都有非常严格的体系。”mT8ednc

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在AI处理能力方面,CV5支持包括TensorFlow、PyTorch、Caffe等主流神经网络架构。安霸具备一整套成熟的CVflow基础上的工具链,客户可以快速地把自己开发的神经网络、AI算法等移植到安霸的平台,并以高性能、低功耗的方式运行。从之前的CV2x 10nm系列,到现在的5nm系列,以及将来再推出的新芯片,安霸所有的系列都会是这样一个架构。“虽然我们会在微架构上做很多创新,但是会通过提供工具链使得用户很容易掌握。这就是引入到平台的策略,从底层操作系统支持,帮助客户尽快将产品推入市场。这样的平台化模式往往会对注重品牌以及技术创新的公司非常具有吸引力,因为他们可以通过一款产品先切入,从旗舰产品快速扩展,再到差异化。”冯羽涛说。mT8ednc

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安霸瞄准的是可以量产且带有全方位安全保障的AI芯片。安霸在ISP方面支持如RGBIR或多光谱融合等技术。“RGB是指可见光,即人眼可看到的彩色图像;IR是红外,即平时人眼看不到的图像。业内很多方案是使用两个不同的摄像头,一个红外一个可见光,而通过安霸独创的专利技术能够用一个摄像头就把两件事都做到。360 度Dewarp是鱼眼校正功能,该功能已延续多代,在10nm之前的14nm和28nm时代就有,也是专业安防领域颇受欢迎的一项独特功能。我们每一系列芯片的发展都有其独特定位,全系列铺开是为了给客户带来多样的选择。”冯羽涛说。mT8ednc

除了最主要的智能汽车、传统安防之外,安霸的视觉处理芯片还能应用于诸多领域。比如在零售方面,可检测货架并进行自动补货。再者,扫地机是最具代表性的消费类机器人,近年来扫地机在国内的创新步伐越来越快,安霸的芯片也能帮助客户在这一方面去做一些创新产品。在智能家居方面,安霸希望在摄像头端就加入该有的智能,因此推出了AI Timelapse等直接在芯片和SDK里的创新功能,可以有效地利用带宽。该功能会自动智能判断,并为用户自动生成一天摘要。机器视觉则主要是与工业自动化4.0相关,安霸的AI芯片也非常适用于传统生产线或大型物流场景的一些专门需求。目前很多大型的物流仓库都在开发AGV小车,安霸的芯片也已开始进入这一领域。安霸的技术也能涵盖如刷脸支付等无现金金融支付场景。如果AI结合一款合适的芯片,再加上定制化的软件,它的落地应用可以是非常丰富的,冯羽涛指出。mT8ednc

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随后,郄建军则对傲酷雷达的情况进行了介绍。他指出,视觉肯定是最主要的信息来源。同时,在光线欠佳或雨雪雾霾时,雷达能够起到更大的补充作用。“这次展会上有很多雷视一体产品,即毫米波雷达和视频的融合。我们产品的特殊性在于,现在传统雷达一般都没有高度维度信息。我们是靠软件算法的方式把普通雷达变为4D高清成像雷达,分辨率非常清晰。我们的4D技术在全球处于领先,国内外很多大车厂也都在使用。此次安霸并购傲酷,目的在于使得视频和雷达的融合更方便。未来可以把雷达和视频处理和融合都放到一个芯片里完成,一个芯片具备两种功能,做到‘一芯两用’。两个公司的合并对推动整个市场发展也极具好处。安霸在视频方面一直世界领先,而多传感器融合感知是世界范围内的一股潮流,视频要和毫米波雷达,甚至和激光雷达融合才能达到更好的感知效果。如果原始数据在芯片里直接处理融合了,效果会更好,效率会更高。安霸这次并购傲酷,提前做芯片层面的原始数据融合感知布局,也是领先于世界其他的厂商。有了这种一芯两用的芯片,未来在安防市场上雷视一体的摄像头将成为主流。在汽车领域也同样,现在常用的几个雷达,都是分体式的。 有了这种芯片,以后雷达也可以做成中央集成式雷达,雷达前端射频简化,雷达后端信号处理以及和视频融合,都可以在域控一个芯片里完成,这样雷达的点云数可以大幅增加,点云像素数据可以做前融合,效果也更好。” 郄建军。mT8ednc

冯羽涛补充说,这两个技术的互补性非常好。“之前这么多年摄像头的发展都是为了和人眼匹配,人眼能看见的波段就是可见光波段,摄像头也是观测可见光波段。而毫米波雷达和摄像头则是互补的,最典型的情况就是在雨雪雾天气下,人眼看不清,可见光摄像头也看不清,但雷达可以看,这就是非常好的互补。”他表示。mT8ednc

郄建军则补充说,毫米波雷达在全天候方面有独特优势,全天候就是指雨雪雾霾沙尘暴等摄像头看不清楚的时候,雷达恰恰不受影响,甚至在暴雨天的情况下雷达也可以看400米。两者的物理属性不一样,波段也不一样,可见光基本是400~700nm,毫米波雷达则是毫米级的,几个数量级的波长差异决定了两者不同的物理特性,但恰恰又是互补的。长距离、全天候、全天时,毫米波雷达很好用,但是它看细节、看成像轮廓就看得不太清楚。摄像头和毫米波雷达融合以后就可以在全天候场景下都做得很好,两者的互补性很强。现在安霸和傲酷一合,雷达和摄像头的信号处理在芯片层面就合了。双方互补性很强。雷视一体也是下一代的芯片潮流。mT8ednc

部分产品展示:mT8ednc

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责编:Franklin
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赵明灿
赵明灿是EDN China的产业分析师/技术编辑。他在电子行业拥有10多年的从业经验。在加入ASPENCORE之前,他曾在电源和智能电表等领域担任过4年的工程师。
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