2014年10月,海思全新一代旗艦芯片Hi3516A正式上市,Hi3516A不僅搭載了強大的H.265編碼,更是被業內稱作是一顆真正的智能芯片,成就其智能化的關鍵因素就是Hi3516A中內置的IVE(Intelligent Chip Engine)智能芯片引擎模塊。IVE就是把智能視頻分析用到的消耗CPU資源最高的關鍵軟件算子進行芯片硬化,從而提高整個芯片對視頻分析的能力和運算速度。Hi3516A中的IVE模塊有別于其他芯片中的圖像加速引擎側重于算子的通用性,只是把常用的OPENCV算子芯片化的做法,Hi3516A中IVE模塊更加注重實用性、更加注重算法本身的品質。大家知道,OPENCV或是其他一些開源的代碼并不能代表業內的技術最高水準,海思此次硬化的最核心算子都是業內技術最領先的公司提供的私有算子,比如周界入侵和車牌識別。為了打造這一款旗艦版智能芯片,海思與其合作伙伴歷時了長時間的磨合、測試、設計、開發過程,比如車牌識別,從合作立項、確定硬化、測試開發,到最終芯片上市,整整花了兩年半之久。如此嘔心瀝血,才有了一款完美產品的問世。
隨著Hi3516A的上市和IVE的全面推廣,海思的幕后合作伙伴北京智芯原動也開始慢慢從幕后走向臺前。智芯原動英文名叫ICETech,Intelligent Chip Engine Technology,直接翻譯就是“智能芯片引擎技術公司”。一看名字就覺得和IVE非常接近,不禁引起人們的好奇心,想對這個神秘的團隊一探究竟。
智芯原動核心團隊早在2010年就與海思開始技術合作,當時這個創業團隊就把打造智能芯片平臺作為其核心宗旨,致力于為視頻監控廠商提供最優性價比的智能視頻解決方案。當他們看到ARM在視頻監控領域的發展以及海思高成長性后,就把ARM+IVE的技術架構確定為整個研發的目標,全力配合海思開發智能芯片。當行業內其他公司還在開始開發DSP視頻算法時,智芯原動已經開始全面開發ARM視頻算法;當其他公司還在忙于智能應用開發時,智芯原動確已開始研發智能芯片平臺的工作。整整四年半的投入與付出,才迎來了Hi3516A這款搭載IVE核心算法的智能芯片的上市。
ARM+IVE的架構在監控智能化方案上相對ARM+DSP的方案有著明顯的優勢:
首先是成本優勢,ARM+IVE的芯片成本與售價有著明顯優勢,隨著高清相機的普及,特別是行業競爭的極速加劇,產品成本已經成為市場競爭的一個關鍵因素,甚至很多相機廠商最終的利潤就來源于芯片成本差價。
其次是方案技術優勢,發展到今天,ARM對圖像處理的支持越來越強,ARM和IVE是完全協同工作的模式,也就是說一個算法完整過程是同時利用ARM和IVE協作完成的,ARM和IVE的圖像處理的優勢均可得到最大的發揮。但是ARM+DSP的方案中,往往是ARM完成相機基本功能操作,DSP完成圖像處理操作,雙方的工作是被割裂的,ARM的一些優勢無法得到發揮。
最后是開發便利性優勢,通常相機廠商開發ARM軟件都沒有任何問題,有一定基礎的算法開發人員調用IVE算子就能快速開發出一個較好的視頻算法功能;但在ARM+DSP方案中,相機廠商往往不會開發DSP軟件,算法廠商能在DSP上做好優化的也不多,開發一個ARM+DSP的算法功能往往需要相機廠商和算法廠商緊密配合,其研發代價非常大。
此外,ARM+IVE的運算速度已經超過了業內同類DSP芯片能力,比如Hi3516A上的單幀高清車牌識別速度在40ms出頭,其識別速度與識別準確率在業內都是絕對領先的。
監控相機的智能化、高清化、互聯網化,標識著視頻監控開始步入2.0時代,特別是智能化,是這個時代的主題,而ARM+IVE的方案架構正是智能化的基石。
當前智能化應用出現了很多全新的領域,比如:
互聯網安防與智能家居的融合。視頻監控已經全面進入家庭市場,2014年國內大量互聯網公司和視頻監控公司都相繼推出家用監控攝像頭,北美更是出現了Google透過Nest5.5億美金收購互聯網相機廠商Dropcam的事件,為家庭互聯網視頻監控打了一針強心劑。Nest和Dropcam和合作可以看做是互聯網安防和智能家居融合的代表事件,本身Dropcam攝像頭起到的是安防作用,但是Nest需要的是Dropcam未來對家庭成員的識別能力,以此進行智能家居溫控處理。因此檢測人員出現、識別人員身份,正成為家用攝像頭的一個智能化應用主要方向,同時老人倒地識別、兒童智能看護等應用也被提上日程。
結合大數據分析的商業應用。監控2.0時代的一個顯著特征就是:監控已經不僅僅是安防和交通的概念,商業智能是其一個重要領域。智能化的一個直接作用就是把單純看視頻變成了分析視頻內的數據內容,結合云端大數據分析,可以為商業應用提供更多、更有效的商業改進。比如能夠分析每個商家的分時段客流量,可以實現貨架或是廣告關注度的分析,包括人員熱力分布、性別與年齡段分析等,還可以針對VIP客戶進行身份識別,提高服務質量等等。
警用智能交通、智能安防進入社區。相機智能化的程度提高,以及其成本的大幅降低,使得海量監控成為可能。公安部門已經開始著手小區卡口的建設,未來小區、樓宇的出入口都會進行車牌識別和人員抓拍的智能相機部署,高科技手段的社會治安將進入一個全新的局面。
智慧城市建設,包括智慧停車場建設等。目前全國已經批準了超過500個城市允許建設智慧城市,智能相機越來越有用武之地,簡單以智慧停車場的車牌識別應用為例。以前停車場只是在出入口有個車牌識別相機,而且這個相機往往還只是起到一個輔助抓拍的功能。現在智慧停車場至少會有三處可以應用到車牌識別相機。第一,出入口車牌識別,實現無卡出入系統,并且支持手機支付停車費;第二,車位引導系統,在大型商業地產項目中,車位引導已經不是簡單地給車找個空位的概念,而是根據沿路的車牌識別相機,引導車輛找到其要去的具體商家的最近車位;第三,反向尋車系統,通過安裝在車位上的車牌識別相機,知道每輛車停在哪個車位,再通過查詢終端或是手機APP幫助車主找到自己的車輛。
車聯網的行車安全產品。車聯網智能硬件在2014年開始全面上市,OBD產品如騰訊路寶、元征golo4,行車記錄儀也開始走向智能化時代。行車記錄儀已經不是一個簡單的視頻錄像工具,通過自身視頻圖像分析技術以及和OBD產品的結合,也正升級為帶有真正駕駛輔助安全功能的產品。這些輔助安全功能包括:車道偏移警示、安全車距保持、倒后輔助檢測、駕駛員疲勞檢測等等.
以上這些僅僅是智能化的部分應用,未來透過ARM+IVE的方案還可以實現更多更強的應用。在監控互聯網化的催化下,監控產品設計開發都帶有了互聯網產品的明顯特征,其中一個重要特征就是軟硬件產品的快速迭代,對于芯片而言就是智能固件的快速發展。從用戶需求、到軟件研發、再到智能芯片,然后再引發新的用戶需求,這一往復過程要比以往任何時期來的都要更快。監控芯片不再是一年推出一、兩顆,而是配合用戶需求、智能化新技術不斷推出新品;反過來,智能芯片的承載能力,也為圖像處理技術提供了更好的應用舞臺,由于受限于硬件平臺的支撐,以往幾年才會有新技術應用推出的智能視頻技術,會隨著ARM+IVE架構的發展而快速推陳出新,從技術變革到新產品推出的速度極有可能被縮短到一年、甚至半年以內。
可以說海思和智芯原動對ARM+IVE的整合實現了一個監控時代的變革。不變的基礎架構與兼容性、快速變化的IVE技術與能力,正是ARM+IVE的核心。
有了海思芯片的強力后盾,智芯原動也不斷把最優的智能化解決方案推介給合作伙伴。智能化應用不是在實驗室里就能完成的,一個好的算法是要經歷實際應用的千錘百煉的。海思的IVE算子從立項到完成為什么會經歷那么長的時間,期間就是在不停從實際應用中去檢驗和完善基礎算子的實用性。最終交付給用戶的其實不僅僅是一顆芯片和軟硬件開發包,智芯原動還會給合作伙伴提供完整的產品應用方案,比如出入口車牌識別相機,還會提供其安裝標準、補光燈選型、相機參數配置等相關設計。可以說海思和智芯原動是為其最終用戶提供了從芯片到產品再到實施的一體化設計方案。
通過跟海思的緊密合作,智芯原動作為國內優秀技術公司的代表,也得到了國際上的認可。9月初,全球最大的IC渠道商,美國的安富利正式與智芯原動簽署合作協議,安富利成為智芯原動的亞太區代理商,同時智芯原動成為安富利在亞太區的首家IDH(獨立方案設計公司),這也是安富利全球唯一的智能視頻領域IDH.
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