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前端智能化对芯片提出高要求 国产ASIC芯片有机遇
2019/5/29 21:23   中国安防行业网      关键字:前端,智能化,芯片,ASIC      浏览量:
国内前端智能主流方案是采用GPU,如NVIDIA的JETSON TX系列嵌入式芯片;也可使用高通等的通用芯片,搭配特定算法进行图像抓取;还可以用IPC芯片搭配专用协处理器的方式(北京君正T20+T01方案),另外,华为昇腾310芯片是面向边缘计算场景强算力AI SoC,云天励飞的DeepEye1000 嵌入式视觉AI芯片等等。
  边缘计算兴起,“云边结合”方案渐成主流。与将数据放在远程云端的云计算相比,边缘计算是指在靠近物或数据源头的一侧,采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台,就近提供最近端服务,优势在于即时性强、反应迅速、低传输成本。预计到2020年将有超过500亿的终端与设备互联,未来超过50%的数据需要在边缘侧分析、处理和储存。

  具体到视频监控领域,具备智能计算能力的智能摄像头将大大提高视频处理及时性、节约带宽和人力成本。视频监控系统是一种天然的物联网系统,在边缘计算的应用方面还有很大的潜力。摄像机作为机器的眼睛,已经实现了从“看得见”到“看得清”的转变。如果摄像机能够“看得懂”,实现对视频图像内容的实时处理,将能够极大地降低信息传输系统和后端设备的负担,并提升整个安防系统的响应速度。

  前端智能化对芯片提出高要求

  前端智能化对前端设备的计算能力提出了高要求,直接反映在对前端芯片的需求升级上。

  比如在人脸识别应用当中,通过前端抓拍+中心分析的前后端智能相结合的模式,将人脸识别智能算法前置,在前端摄像机内置高性能智能芯片,通过边缘计算,将人脸识别抓图的压力分摊到前端,解放中心的计算资源,以集中优势计算资源做更高效的分析。

  前端智能化层层加码,已出现自带GPU/NPU/通用芯片等多种网络摄像机(IPC)方案。根据智能化程度的不同,大体可以分为三个层次:一是智能网络摄像机(Smart IPC):其算法固定,能够完成某些特定识别任务(如行为分析、异常侦测、识别检测、统计功能等),其代表了一种高清网络摄像机的发展趋势,即高清化、智能化、集成化。目前大部分IPC SoC芯片都已集成部分智能分析能力,不需要额外增加协处理芯片,这使得Smart IPC在市场上快速普及。

  二是结构化分析摄像机:其特点是能够对视频流进行实时结构化属性分析,从中提取视频信息、语义信息、图片信息,提供人员、车辆分类抓拍、支持目标的人/车结构化属性分析,如颜色、方向、速度、车牌识别等。这需要在IPC SoC芯片的基础上加入NPU浅层学习处理器(如北京君正的T20+T01芯片方案);或利用高通、英特尔等通用芯片,结合安防厂商自主开发的感知算法(如苏州科达的感知型摄像机)。

  三是深度学习摄像机:采用深度学习算法,以海量图片及视频资源为基础,通过机器自身提取目标特征,形成深层可供学习的图像数据,极大的提升了目标的检出率。此类摄像机通常带有高性能深度学习GPU芯片,典型产品如海康的“深眸”系列。

  云边结合的趋势下,前端智能芯片迎来更大机会。由于云边结合的原理是将智能算法前置,通过边缘计算,将人脸识别等应用的抓图的压力分摊到前端,解放中心的计算资源。因此,需要在摄像机内布置高性能智能芯片。

  AI时代 国产芯片有更多机会

  目前,在海思等国产芯片厂商的高性价比解决方案带动下,量产的普通的IPC SoC芯片价格已经非常亲民,这使得具备初步智能化能力的网络摄像机大量普及。然而要实现前端的深度学习功能,以及后端的大规模数据处理,目前为止仍然离不开价格高昂的GPU芯片。

  国内前端智能主流方案是采用GPU,如NVIDIA的JETSON TX系列嵌入式芯片;也可使用高通等的通用芯片,搭配特定算法进行图像抓取;还可以用IPC芯片搭配专用协处理器的方式(北京君正T20+T01方案),另外,华为昇腾310芯片是面向边缘计算场景强算力AISoC,云天励飞的DeepEye1000 嵌入式视觉AI芯片等等。需要指出的是GPU在深度学习计算方面能够比CPU节约10倍以上的能耗,但它毕竟是一种通用型的芯片,没有专门针对安防监控需求进行优化,在处理大量的视频数据时功耗仍然很高,抬高了用电及散热成本。相比之下,经过专门优化的ASIC/FPGA芯片的能效比明显更胜一筹。

  在云边结合的趋势为芯片厂商打开了新空间,但目前尚未形成最优的方案。对国产芯片厂商而言,这是一个值得去争取的机会。

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