中國航空報訊：“我們是夜鷹，我們打破黑暗，還原世界原本的色彩，讓人們在黑夜中像白天一樣地生產(chǎn)生活。”這是一個成員皆由“00后”學子組成的團隊，想借助“夜鷹”系統(tǒng)達到的目標。

(資料圖)

“夜鷹”，是一套支持極低照度環(huán)境下高清視頻全彩成像的夜視系統(tǒng)，通過小型暗室攝影棚構(gòu)建低照度環(huán)境，來實現(xiàn)全彩夜視成像能力的展示。其開發(fā)團隊，是在南京大學電子科學與工程學院彭成磊老師指導下，由該學院三名2019級本科生組成的。

他們基于深度學習算法，實現(xiàn)了在星光級1mLux極弱光環(huán)境照度下的無補光嵌入式高清視頻全彩成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)能以較低的成本部署到各種應用場景，并支持80個類別以上的目標識別功能，可廣泛應用于城市安防監(jiān)控、交通違規(guī)監(jiān)測、保護動物追尋、石窟壁畫保護等領(lǐng)域。

暗光增強成像領(lǐng)域已有幾十年的研究歷史，也擁有激光夜視、熱成像等技術(shù)。不過，這些技術(shù)都存在著諸多缺點，包括噪點多、顏色細節(jié)缺失、需要輔助光源以及目標識別難等。最重要的是，其最低極限照度始終保持在較高水平且難以下降。

在全彩夜視成為剛需的當下，先對硬件進行優(yōu)化、再結(jié)合傳統(tǒng)算法的方案已經(jīng)走到極限，需要開發(fā)更好的技術(shù)，來滿足不同應用場景對暗光成像的需求。

基于此，多年來專攻嵌入式智能系統(tǒng)和多光譜成像領(lǐng)域的彭成磊，帶領(lǐng)蔡立本華、陳威宇和趙雨飛三位成員，組建嵌入式暗光增強全彩成像小組，完成了“夜鷹”系統(tǒng)的開發(fā)。

其中，隊長蔡立本華主要負責模型算法的設(shè)計訓練，趙雨飛主要負責模型部署和交互頁面設(shè)計，陳威宇主要負責硬件系統(tǒng)設(shè)計選型以及軟件框架搭建。該成果于近日在第五屆中國國際進口博覽會上英特爾展臺上展示。

“夜鷹”系統(tǒng)可以把普通CMOS（Complementary 　 Metal 　 Oxide 　 Semiconductor，互補金屬氧化物半導體）相機采集的極低信噪比的原始圖像，通過自主設(shè)計的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行顏色恢復、噪聲去除、亮度提升，并將增強后的成像結(jié)果顯示到人機交互界面上。

其所達到的這種高清視頻全彩成像效果，與此前相關(guān)工作實現(xiàn)的效果并不相同?！耙国棥敝С?40p分辨率下每秒24幀的清晰穩(wěn)定視頻全彩成像顯示。趙雨飛解釋說：“該系統(tǒng)主要強調(diào)分辨率和全彩效果，并在此基礎(chǔ)上保證幀率的流暢性?！?/p>

此外，為了提升用戶易用性，該團隊還擴展開發(fā)了更多交互功能。通過“夜鷹”系統(tǒng)的界面，使用者不僅可以查看采集到的原始圖像、經(jīng)處理恢復后的高清圖像、視頻實時幀率以及圖像顏色直方圖等信息，還能執(zhí)行圖像存儲、參數(shù)調(diào)節(jié)、畫面縮放等操作。另據(jù)悉，目前彭成磊實驗室正在進一步推進全新支持1080p高清格式的“夜鷹”升級版本。

2022年9月，研究人員憑借“夜鷹-暗光增強全彩成像”這一成果，在全球25個國家和地區(qū)的參賽隊伍中勝出，獲得了2022年度英特爾人工智能全球影響力嘉年華18歲以上組全球總冠軍。

趙雨飛表示：“在開發(fā)‘夜鷹’的過程中，我們使用了英特爾OpenVINO工具套件，搭載了至強處理器的訓練服務器，以及搭載了i5處理器的邊緣計算主機?！?/p>

據(jù)悉，該賽事是為建設(shè)全球數(shù)字化能力而搭建的一個在線全球展會，旨在與全球政府、學術(shù)界及社區(qū)開展合作，和下一代技術(shù)人員和未來開發(fā)者共同普及人工智能，并表彰相關(guān)的創(chuàng)新成果。

關(guān)鍵詞： 成像系統(tǒng) 高清視頻