智能加码、算力倍增，注入AI“芯”动力 ——评测酷芯AR9311

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安防也有“芯”辰大海，产业从模拟到数字再到网络高清，直至智能时代。

每一时代的技术演进，都依赖于芯片技术的提升，其很大程度决定安防的整体功能、技术指标、稳定性、能耗、成本等。

而在智能时代，基于芯片为内核去做多场景智能应用，是一个基本技术逻辑。

这一时期，中国安防产值接近万亿，而占据大半壁江山的国内智能视觉厂家是全球最大制造与研发供应商。

近年来中国安防摄像头出货量持续稳定增长，2021年出货量约为5.1亿颗，预计到2025年将突破8亿颗，这其中以AI IPC为主。

而全球AI SoC芯片市场规模从2021年的5.1亿美元提升至2025年的28亿美元；前端智能摄像机的渗透率也将从2021年的12.73%提升至2025年的64%。

智能摄像机，从“芯”开始，一众企业争相竞技，技术上你追我赶，战略上合纵连横。

此次评测的上海酷芯微电子有限公司的AR9311视觉AI芯片，就是市场上佼佼者，一同来鉴赏其技术风采与实力。

一、自研ISP，画质更进一步

AR9311是高集成度的智能视觉 SoC，集成了 5M 级 ISP、H264/265 视频编/解码器， 可输出高质量的视频。

具体来看，基于酷芯微电子完全自主研发的ISP在2D降噪、3D降噪、HDR、去雾、边缘增强等各方面达到行业先进水平；

此次评测的芯片在宽动态方面支持2/3帧HDR和数字WDR，对AI算法也有进一步提升，最大支持120dB；

尤其是在3A、对比度、Gamma和边缘增强能力方面，对输入的低照度图像，通过降噪处理，能很好去除噪声，提升画质。

宽动态对比图（酷芯vs友商）

0.01Lux低光照下的对比图（酷芯vs友商）

测试中，酷芯 ISP的 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，在Sensor增益情况下，依然可以清晰分辨出物体细节，减少运动拖影，让摄像机可以在“暗光时看见”。

AI ISP效果vs传统ISP效果

二、算力为核提升3倍、潜挖效能功耗降低30%

此次评测系列芯片集成最新酷芯自研第三代NPU，支持Caffe、TensorFlow、PyTorch、Onnx、Paddlepaddle等深度学习框架以及int16、int8定点推理。

需注意的是，这是酷芯首次搭载自研第三代NPU，相比上一代产品， NPU进行多方面优化提升：

一是支持更多的算子和更多的类型网络，能更好适配持续丰富的人工智能网络架构，除了视频图像，新一代NPU对语音处理上也有更好地提升；

二是通过整合优化提升能效比，第三代NPU的功耗比上一代产品降低30%，也能有效降低最高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。

算力、算法、数据是智能时代三要素。

算力之于安防AI设备，如发动机之于汽车，动力彭拜方可驰骋。

为此，AR9311在面向500万像素级应用中，搭载的第三代NPU算力达2TOPS，在超强算力下让AI设备拥有更多的运算空间，满足安防设备算法越来越复杂、运算精度越来越高的算力需求。

为用户提供的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，形成高价值循环的场景方案。

值得一提的是，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。

酷芯AR9311内置专用数据压缩引擎，减少DDR带宽需求50%以上。

此外，其智能编码技术，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。

三、“多、快、好、省”的“芯”密码

在智能加持下，用户需求更加复杂和多维。

此次系列产品功能特性与产品优势浓缩来看，归纳为：多、快、好、省。

多：多种输入能力，比如：最多2路视频输入，最高分辨率8M@20fps ，1路1080P@60fps 视频输入 ；

作为一颗高集成度的智能视觉 SoC，4 K 级 I S P 、 H 2 6 4 / 2 6 5 视 频 编 / 解 码 器可保证其输出高质量的视频，相比之前的智能 SoC 产品有了质的提升。

同时，多种应用能力对于环境与场景具有灵活稳定的适配能力。

快：智能时代产品研发周期缩短，快节奏才有新动能。不仅易开发，其自身运算速度也极快。

好：监控本初，追求画质。评测产品双光融合与AI加持，提供真实视界同时也保证了运算的高精度。

省：好用易用且不贵。如何挖潜增效，是此系列芯片另一个能力输出，低功耗方案与压缩成本都是直观体现。

比如：CPU + DSP + NPU架构下可以智能地浮点网络转化，搭配一站式Turnkey解决方案赋予的高效ISP调教能力；

保证在前期算法适配和参数调教等维度做足自适应工作，易于用户平滑升级与高效对接。

厂商说法

AR9311芯片平台优势有以下几个方面：

高性能的ISP：

视频画质对于AI分析至关重要，因此高性能ISP是边缘端芯片核心技术；

酷芯自主研发的ISP在2D降噪、3D降噪、HDR、去雾、EIS等各方面达到行业先进水平；整体ISP效果优于诸多竞争对手。

AI处理器：

自研AI处理器兼顾深度学习以及传统机器视觉算法，通用性和扩展性很强；

酷芯的AI处理器具有高性能、低功耗、占用DDR带宽小等优势；酷芯AI处理器架构实测显著优于竞品。

TOOLS（工具链）：

CPU + DSP + NPU的异构处理器架构具备远超竞品的能力和灵活性，特别是DSP大大扩展了芯片的应用领域，三种处理器有机结合需要工具的良好支持；

完整、易用的工具链，Pytorch/Tensorflow/Caffe等工具产生的浮点或者定点网络可以方便地导入，浮点网络会被智能定点化，并保持极高的精度。

一站式Turnkey解决方案：

高效的ISP 调教能力；众多一线算法及传感器合作伙伴；智能IPC、视频会议、机器视觉等完整参考方案。

记者观点

以5G、人工智能、云计算等新一代信息技术为特征的智能安防时代的到来，让原本用途单一的安防产品功能逐步走向多元化。

AI芯片作为人工智能产业的核心硬件，近几年，国家高度关注人工智能芯片产业的发展，相继发布一系列产业支持政策。

在此背景下，中国人工智能芯片企业加大科技研发投入，正在快速崛起，酷芯便是其中之一。

IPC产品永远是图像为王，画质为道。

从评测产品中不难看出，ISP门槛较高，涵盖数十种图像信号处理算法。

为适配多场景需匹配各种不同的镜头和传感器，优化调整成百上千个参数，才可兼备通用性和灵活性。

同时众多模块算法互相制衡，其协同需要大量调试工作。

而此次评测产品的AI能力，依托产品超强的竞争力和好用易用性，让AI快速下沉市场来做应用，也将在未来大放异彩。

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