TI如何在低照视频采集突破的?

摘要：  在2012年底的中国国际公共安全博览会 (CPSE) 上，TI(德州仪器)推出了达芬奇 DM385视频处理器，可通过使用独特的低照技术，提供高质量视频解决方案

关键字：  德州仪器，  视频处理器，  硬件加速器

照片：左侧是市面上一款以低照度著称的相机。照度是0.02，已是人眼不能识别的亮度(照片来源：TI)。

在2012年底的中国国际公共安全博览会 (CPSE) 上，TI(德州仪器)推出了达芬奇 DM385视频处理器，可通过使用独特的低照技术，提供高质量视频解决方案[1]。

业界通常做法

TI视频系统应用部工程总监Peter Labaziewicz说，为了在非常暗光线下采集到更清楚、更清晰的图像，很多客户采用这些办法实现：

1.加红外补光的方式，这主要会增加成本;

2.增加光圈，但这会使镜头的尺寸变大，光圈大于1.4以后就不可能再继续做了，会增加很多系统性成本;

3.增加曝光时间，缺点是运动时会有拖影;

4.增强从传感器来的光学信号强度可以提高增益。增加传感器的增益缺点是噪声也会被一起放大，所以图像上有很多噪点，原来的图像就变得不是那么清晰了。另外，噪声变大以后，后面的编码会变得非常困难，因为分不清是图像的细节还是噪声，所以它会把一些噪声当成图像来做编码。在这种情况下，关键是如何把有用的信息增强，把噪声减少。但是做到这一点确实很难，因为要区分噪声和真正的图像，在去掉噪声的同时要能保证图像的清晰度很高。

照片 TI视频系统应用部工程总监Peter Labaziewicz

“TI的技术在现有芯片方案基础上，可以拥有比目前市场上最好的低照度相机还要好的性能。”Peter自豪地说，TI做了很好的降噪滤波器，能够把噪声减少，可以在完全没有信息的地方把原始图像显示出来。

TI降噪方法

TI方案的降噪分为两个部分，空间单个一帧图像的降噪处理称为2D降噪，这些噪声在每一帧里其实都是一致的，这是空间域的噪声。另一种噪声在每一幅图像里都会有变化，这叫时间域的噪声。空间域是2D降噪处理，加上时间域就是3D的降噪处理。这项技术可以用到所有IP摄像机的解决方案里面。

这项技术采用软硬件结合的方法。TI芯片上有硬件加速器和处理器可以实现这种算法，软件上也结合硬件来处理。

在实现中，TI做降噪处理需要很多的数据，因此TI做了硬件降噪的滤波器，可以迅速地处理大量数据。尽管在硬件上大量处理数据，但数据都是机械地处理，在软件上还需要智能判断，在大量的数据中，哪些是噪声，哪些是图像的细节。“在做降噪图像处理的时候，很多竞争对手也说有3D降噪的性能，但图像的细节也随着噪声被去掉了，所以这是在判断哪些是细节，哪些是噪声时面临的挑战。”

在动态时，每一幅图都会发生变化，TI主要强调的是做运动的补偿。

低照度的应用效果

“DM385芯片最大的特点是低照度的性能。”TI视频安全业务部市场营销经理Sean Murphy说，假设这个技术在现场应用时，场景在地下停车场，一个犯罪分子开车，在不好的方案里可能车牌就看不到，在我们的方案里可以看到车牌。如果犯罪分子身上有一些明显的特征，比如纹身，在噪声很大的时候很难识别，在我们的图像里可以很清楚地把它捕捉到。在TI真实的Demo(演示)里会看得非常明确。如果字符区域是人的脸，需要很多细节的情况下，用DM385技术可以把原来看不清的图像看清。

照片 TI视频安全业务部市场营销经理Sean Murphy