通過(guò)使用節(jié)點(diǎn)分析和對(duì)數(shù)成像器，可以改進(jìn)在物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 中運(yùn)行的視頻分析應(yīng)用程序。出于多種原因，視頻分析應(yīng)用程序試圖利用日常世界中的豐富信息。這些原因從面部識(shí)別到日常監(jiān)控，但大多數(shù)都集中在預(yù)測(cè)和行為分析上。在這些應(yīng)用程序中收集的信息可以通過(guò)云計(jì)算在更高層次上進(jìn)行廣泛處理。但是，深度處理有其局限性，可以通過(guò)在組合中添加節(jié)點(diǎn)分析和對(duì)數(shù)成像器來(lái)以多種方式進(jìn)行改進(jìn)。

通過(guò)將節(jié)點(diǎn)分析添加到組合中，可以通過(guò)消除與云的通信來(lái)改進(jìn)數(shù)據(jù)分析。云計(jì)算需要比節(jié)點(diǎn)分析應(yīng)用程序多兩個(gè)（如果不是三個(gè)數(shù)量級(jí)）的帶寬。因此，節(jié)點(diǎn)分析消耗的計(jì)算能力要少得多，并且延遲也減少了。人口稠密的市場(chǎng)、混亂的交通路段和城市停車(chē)位是一些錯(cuò)綜復(fù)雜的氛圍，可以使用節(jié)點(diǎn)分析進(jìn)行預(yù)測(cè)和行為分析。在云中執(zhí)行的這些環(huán)境的高級(jí)處理可以推進(jìn)業(yè)務(wù)戰(zhàn)略，轉(zhuǎn)移一般交通流量，并提高政府管理的停車(chē)位的效率。但是，通過(guò)在傳感器節(jié)點(diǎn)上實(shí)施較低級(jí)別的軟件，而不是在云中執(zhí)行分析，在這些情況下可以改善延遲、帶寬、安全性和功耗。

除了節(jié)點(diǎn)上的智能之外，將對(duì)數(shù)成像器添加到組合中還可以通過(guò)在傳統(tǒng)成像儀不足的領(lǐng)域提供優(yōu)勢(shì)來(lái)增強(qiáng)這些系統(tǒng)。對(duì)數(shù)成像器為圖像處理提供了更高的動(dòng)態(tài)范圍，此外還減少了對(duì)亮度變化的依賴(lài)。例如，陰影、反射、光線的突然變化和高對(duì)比度場(chǎng)景是對(duì)數(shù)成像器可以?xún)?yōu)于傳統(tǒng)成像儀的領(lǐng)域。在視頻應(yīng)用中解決這些問(wèn)題可以加強(qiáng)數(shù)據(jù)采集，從而加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的分析。通過(guò)改進(jìn)數(shù)據(jù)采集，可以顯著改善整個(gè)視頻分析應(yīng)用程序。

節(jié)點(diǎn)分析和對(duì)數(shù)成像器提供的改進(jìn)可以幫助解決在物聯(lián)網(wǎng)中運(yùn)行的視頻分析應(yīng)用中的問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序常見(jiàn)的一些工程難題是安全性、決策延遲、數(shù)據(jù)帶寬和計(jì)算能力。隨著數(shù)據(jù)傳輸?shù)南?，這些工程問(wèn)題大大減少，這就是為什么節(jié)點(diǎn)分析對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用具有吸引力的原因。在視頻分析應(yīng)用中，有限的對(duì)比度和對(duì)亮度的依賴(lài)是一個(gè)常見(jiàn)的難題。對(duì)數(shù)成像器幾乎消除了這種掙扎，這是視頻分析應(yīng)用的關(guān)鍵?？傮w而言，在物聯(lián)網(wǎng)中運(yùn)行的視頻分析應(yīng)用程序通過(guò)節(jié)點(diǎn)分析和對(duì)數(shù)成像器得到了增強(qiáng)。

邊緣智能

通過(guò)根據(jù)預(yù)期的視覺(jué)事件處理數(shù)據(jù)，測(cè)量數(shù)據(jù)可以快速轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)牟僮?，很少或根本沒(méi)有數(shù)據(jù)傳達(dá)給云服務(wù)器。這種對(duì)視頻數(shù)據(jù)的快速分析，而不是傳輸?shù)皆贫?，使決策過(guò)程本地化并改善了系統(tǒng)中的延遲。決策過(guò)程中的延遲不僅顯著減少，而且通過(guò)消除通常會(huì)引入攔截風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，增強(qiáng)了安全性。

只有最有價(jià)值的信息需要連接到節(jié)點(diǎn)之外并連接到云中，以進(jìn)行預(yù)測(cè)或行為處理。這種優(yōu)化的數(shù)據(jù)分區(qū)可最大限度地提高云價(jià)值，因?yàn)橥ǔ２恍枰曨l分析幀的全部帶寬。幀與幀之間的大多數(shù)視覺(jué)數(shù)據(jù)在固定安裝的相機(jī)上都是靜態(tài)的，可以在節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行過(guò)濾。邊緣節(jié)點(diǎn)視頻分析可以提供許多過(guò)濾解釋?zhuān)詤^(qū)分預(yù)期的對(duì)象類(lèi)型：汽車(chē)、卡車(chē)、自行車(chē)、人、動(dòng)物等。這種抽取會(huì)降低數(shù)據(jù)帶寬和相關(guān)的計(jì)算能力，否則云服務(wù)器內(nèi)部需要這些數(shù)據(jù)來(lái)分析下游傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)的完整幀速率。與云計(jì)算應(yīng)用程序相比，帶寬的這種減少可能是兩到三個(gè)數(shù)量級(jí)的改進(jìn)，這是節(jié)點(diǎn)分析提供的一項(xiàng)關(guān)鍵改進(jìn)。

對(duì)數(shù)成像

通過(guò)用對(duì)數(shù)成像代替與傳統(tǒng)成像器相關(guān)的常見(jiàn)問(wèn)題，可以進(jìn)一步改進(jìn)視頻分析應(yīng)用。大多數(shù)傳統(tǒng)成像器是線性的，并使用像素產(chǎn)生作為光線性函數(shù)的電壓，這可能導(dǎo)致有限的對(duì)比度。線性成像器還利用均勻的曝光相位，將其動(dòng)態(tài)范圍限制為幀速率內(nèi)的像素曝光時(shí)間。最后，傳統(tǒng)的成像器對(duì)比度取決于光度，這可能會(huì)引入與反射相關(guān)的對(duì)比度問(wèn)題。通過(guò)使用產(chǎn)生作為光的對(duì)數(shù)函數(shù)的電壓的像素來(lái)替換對(duì)數(shù)成像器，可以消除這些常見(jiàn)問(wèn)題。

一些傳統(tǒng)的成像儀難以解決與對(duì)比度相關(guān)的困難，這些困難阻礙了用戶(hù)完全捕獲其目標(biāo)環(huán)境。這些對(duì)比度問(wèn)題源于每個(gè)像素內(nèi)電壓產(chǎn)生的線性特性。線性成像像素內(nèi)產(chǎn)生的電壓與撞擊它的光子數(shù)量成正比;因此，與其對(duì)數(shù)對(duì)應(yīng)物相比，動(dòng)態(tài)范圍受到限制。與這些線性成像器相關(guān)的對(duì)比度降低是動(dòng)態(tài)范圍減小的結(jié)果。這種降低的對(duì)比度可能會(huì)破壞物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序中傳感器節(jié)點(diǎn)的分析，最終影響整體系統(tǒng)性能。對(duì)數(shù)成像器提供更寬范圍的光照水平，因此，由于像素電壓是對(duì)數(shù)產(chǎn)生的，因此增加了對(duì)比度。然而，這種增加的對(duì)比度導(dǎo)致對(duì)光的敏感性更高，這在某些應(yīng)用中可能是不希望的效果?；蛘?，這種對(duì)亮度的靈敏度提高可能是一個(gè)優(yōu)勢(shì) - 這完全取決于應(yīng)用。

使用傳統(tǒng)成像儀進(jìn)行視頻捕獲可能會(huì)因陽(yáng)光明媚或明亮環(huán)境中的反射而進(jìn)一步阻礙。例如，當(dāng)擋風(fēng)玻璃上存在反射時(shí)，車(chē)輛中的面部識(shí)別可能會(huì)變得越來(lái)越困難。這種視頻捕獲的障礙可能會(huì)通過(guò)引入系統(tǒng)錯(cuò)誤或丟失關(guān)鍵數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)視頻分析產(chǎn)生負(fù)面影響。引入這些反射是因?yàn)橄袼刂g的線性成像器對(duì)比度取決于光度;因此，反射更加突出。這種對(duì)光度的依賴(lài)性可以在等式1中觀察到?；蛘?，由于其自然對(duì)數(shù)特性，對(duì)數(shù)成像器對(duì)比度與亮度無(wú)關(guān)，這有助于減輕光線的反射或突然變化。對(duì)數(shù)成像器的光度獨(dú)立性可以通過(guò)公式2觀察到。

超越單個(gè)組件

平臺(tái)級(jí)解決方案可幫助客戶(hù)快速部署經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的智能解決方案，以更低的系統(tǒng)成本提高性能。ADI公司正在與客戶(hù)合作開(kāi)發(fā)獨(dú)特的系統(tǒng)級(jí)解決方案，以解決整個(gè)問(wèn)題。ADIS1700x就是其中一種能夠進(jìn)行四分之一視頻圖形陣列（QVGA）成像分析的解決方案。

ADIS1700x是一款QVGA分析成像儀模塊，外形小巧，具有對(duì)數(shù)靈敏度，結(jié)合數(shù)字信號(hào)處理功能，可優(yōu)化視頻性能。該模塊利用低功耗Blackfin處理器，除了用于圖像穩(wěn)定，傾斜和沖擊檢測(cè)的加速度計(jì)外，還提供了在節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行分析的能力。它還利用內(nèi)置的邊緣檢測(cè)來(lái)跟蹤和計(jì)數(shù)物體運(yùn)動(dòng)。與傳統(tǒng)成像儀不同，每個(gè)14 μm×14 μm像素具有獨(dú)特的曝光相位。用于室外操作的保形涂層使該模塊適用于大規(guī)模部署，從而可以創(chuàng)建新興的智能城市和建筑應(yīng)用。ADIS17001提供110°視場(chǎng)角（FOV）鏡頭，而ADIS17002提供67°視場(chǎng)角鏡頭。這兩個(gè)選項(xiàng)提供了多種目標(biāo)應(yīng)用，包括停車(chē)位監(jiān)控、停車(chē)違規(guī)執(zhí)法、交通隊(duì)列檢測(cè)和工業(yè)分析。

總體而言，物聯(lián)網(wǎng)中的視頻應(yīng)用可以通過(guò)節(jié)點(diǎn)分析和對(duì)數(shù)成像器得到顯著改進(jìn)。節(jié)點(diǎn)分析，而不是云計(jì)算，可以使物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序向前發(fā)展。對(duì)數(shù)成像器具有其對(duì)應(yīng)物無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，從而進(jìn)一步改善了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用?？傊谖锫?lián)網(wǎng)中運(yùn)行的視頻分析應(yīng)用程序與節(jié)點(diǎn)分析和對(duì)數(shù)成像器相結(jié)合，構(gòu)成了一個(gè)強(qiáng)大的系統(tǒng)級(jí)解決方案。

審核編輯：郭婷