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OpenNCC DK丨可编程的AI相机解决方案,让开发嵌入式AI相机不再困难
2024-12-28 23:03
随着人工智能和IoT技术的成熟和普及,人们对硬件设备的视觉智能化需求也越来越多,云端AI平台也越来越多。但在某些场景中,人们对人工智能设备的快速响应要求比较高,这个时候,嵌入式AI设备就会是比较理想的一个解决方案,它通过在设备本地运行AI算法,能够省去数据在云端和设备端来回传输的时间,达到快速响应的效果。


OpenNCC DK丨可编程的AI相机解决方案,让开发嵌入式AI相机不再困难

嵌入式AI相机的原理是什么呢?

从硬件层面来看,主要构成是一个摄像头加一个可以进行人工智能算法运算的芯片,如下图所示,右边摄像头做数据采集,左边算法芯片做数据运算。



软件层面来看,嵌入式AI相机跟其他无AI或者云端AI相机最大的区别,就是它把AI算法模型内置在设备芯片里面,也就是上图中左边部分的芯片里面。其实这部分也正是做嵌入式AI硬件产品开发难度最大的部分,即所谓的“算法移植”。

我们知道,现在有很多云端的AI开放平台,也有很多开放的算法框架,如果我们把AI算法推理直接在这些平台上做,那设备端所要做的工作就是把数据采集好往云端推送,然后等结果回传就好了。但是如果我们要把算法放在设备本地,由于芯片的运算能力和云服务器的运算能力不能比,因此一般的算法框架没办法直接用,我们需要对算法做裁剪,然后做模型优化,最后再部署到设备芯片里面。这个工作量比较大,难度也比较高。

那有没有好的方案来简化这个“算法移植”过程呢?这正是OpenNCC所竭力提供的方案,即通过提供模块化的硬件和容器化的算法方案,让嵌入式的AI相机开发过程变得像挑选菜谱一样简单高效。

我们以一个实际的应用案例来看一下用OpenNCC开发一款嵌入式的人脸检测AI相机的过程。

1.选择算法模型
在OpenNCC的开发包中提供了一个"OpenNCC View"工具软件,它里面内置了10种不同的模型检测算法,只要挑选即可,我们选择其中一个face-detection-retail-0004,如下图所示。 



2.连接相机和View软件
把OpenNCC相机通过usb数据线插到电脑上,点击view 软件第一个按钮”Get device info”,软件就会找到对应的相机,如下图所示:



3.在相机端加载算法模型
上一步中我们已经选择好了要加载的face-detection-retail-0004模型,这里就点击下面的“Start running model”按钮,软件就会把对应的算法模型加载到相机里面。检测最低分数为默认的50%,满分100%。其他参数我们就按默认值就行了。

  

4.效果测试

a.正常人脸,出现在镜头中



在正常人脸出现在镜头中,检测很稳定,能很准确的捕捉到人脸信息,得分基本在100%



b.人脸被遮挡



我戴着口罩测试下来,人脸检测也很稳定,能很准确的捕捉到人脸信息,基本和不戴口罩检测结果保持一致。



c.侧脸/背对镜头



这张图片中右边同事其实也不算侧脸了,只露出了小部分面部信息,而且还戴了口罩,这对算法的考验还是挺大的,可以看出,算法还是能够识别出来的,只不过分数有所下降,到了70%,而对于左边完全背对着镜头的同事,就无法检测到人脸信息了,无法识别,毕竟是人脸检测嘛,咱不能对算法过于苛刻,也合理。



d.暗光环境下
在实验室暗光下,照度只有10lux,下图中的人脸肉眼都已经很难看清,但算法还是识别出来了人脸,暗光环境下表现有点厉害。




e.远距离测试



这张图片是在距离镜头6m左右的位置,人脸图像已经有点模糊,算法检测分数在60%左右,再远的位置就很难检测到人脸了。



 f. 多人脸测试



我们从网上找到一张图片,40张人脸,在显示器上展示图片,用OpenNCC相机对着显示器看一下识别结果:



5.组装整机

从上步测试效果来看,人脸检测准确率还很高。验证通过后,就可以找个标准的38x38的工业相机壳把相机组装起来,这样一款嵌入式人脸抓拍相机就开发完成了!




这里我们用到的OpenNCC DK技术参数如下:


硬件技术规格

软件功能

人工智能


产品特点:
1.集成嵌入式人工智能技术
2.算法容器化,可通过软件在自带的10款模型库里面选,也可自己训练算法模型后通过SDK导入相机
3.支持摄像头模组更换

适应行业:

物联网,智慧医疗,智慧农植,智慧城市等。


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