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近日,由中國科協、重慶市人民政府舉辦的2024年中國創新方法大賽全國總決賽在重慶落下帷幕。大華股份靈活運用創新方法、突破行業性技術難題,憑借“不懼強光,分毫必現,基于TRIZ的強逆光銳捕技術”項目,斬獲全國一等獎。
本屆中國創新方法大賽以“發展新質生產力 促進高質量發展”為主題,共有全國31個地方賽區2166家科技型企業,6685個項目,超20000名科技人員報名參賽。
數智化賦能下,在解決通用場景技術難題的基礎上,大華股份不斷突破技術思維慣性,深入客戶具體場景,進一步關注極端場景的技術痛點和千行百業場景化技術難題,結合創新方法探索更極致的技術創新。
強逆光銳捕技術
以創新方法,追求極致創新
在高速道路,由于夜間缺少光源,惡劣情況下環境亮度在10?2cd/m2數量級,而車輛遠光燈亮度則可以達到10?cd/m2的數量級。巨大能量反差下,傳統攝像機畫面中遠光燈會大面積能量溢出,路面或車身信息會被淹沒在巨大能量噪聲下。
傳統方案
強逆光銳捕技術方案
大華股份基于TRIZ、六西格瑪設計等創新方法,分析求解高速極低照環境、強逆光干擾下的道路及車輛數據獲取率低的行業性技術難題,創新研發強逆光銳捕技術(又名“逆光獵影技術”),實現對遠光燈高能量區畫面影響度壓制力提升10倍以上,對特定光譜能量進一步壓制,微弱信號車身及路面等亮度顯著提升。項目優化主要圍繞三個核心問題,持續探索極致創新。
強光源抑制,杜絕畫面過曝
高速道路的視頻管理中,管理人員既希望壓制強遠光燈的信號干擾避免畫面過曝,又希望提亮暗區微弱信號,提升獲取路面信息的有效性,兩者存在矛盾關系,在技術實現上始終存在許多難題。
問題一:畫面過曝
項目團隊深入客戶實際場景,結合TRIZ創新方法空間分離法,基于光學融合方案,在阻擋遠光燈等過量光能量進入設備圖像傳感器的同時,保證路面、路側、車身等微弱信號亮度盡可能多地進入傳感器。
但能量壓制過程會大幅增加反射光,進而干擾畫面。項目團隊繼續探索求解,在鏡片中植入吸收型微納粒子以吸收反射光,降低鏡片優化帶來的反射光影響。同時,項目融合40個發明原理中的【No3.局部質量】及【No17.空間維數變化】原理,對圖像技術處理方案進行優化,對不同區進行不同程度的亮度增強和壓制,進一步降低反射光對畫面的影響。
子系統鏡頭優化,防止雜光“鬼影”干擾
為提升畫面分辨率,攝像機鏡頭結構及制造工藝往往非常復雜,由此帶來大量雜光“鬼影”。
問題二:雜光“鬼影”(測試環境畫面)
強逆光銳捕技術采用多鏡片層疊合技術代替復雜結構,減少空氣與玻璃界面帶來的反射,提升成像質量。運用群組裁剪技術結合智能算法,簡化子系統鏡頭結構,同時利用算法彌補簡化后帶來的分辨率降低問題。
保障圖像動態范圍,兼顧畫面亮暗平衡
針對圖像亮暗差距調節,傳統圖像處理技術一般采用均值計算,針對圖像亮度進行調整,主要適配日升日落整體上的亮度變化通用場景,但圖像動態范圍不足,容易導致亮暗差異大。
問題三:圖像亮暗差異大(測試環境畫面)
強逆光銳捕技術針對夜晚高速極端環境,定義開發配套智能化圖像處理計算方法,增加最強值和最弱值的分別處理和補償,同時基于Gamma反饋自動調節,結合分區差異化處理,最終實現亮暗區域差異化的圖像亮度補償和調整,達到更優圖像效果。
目前,強逆光銳捕技術已產業化應用于大華“熠臻”系列球機,助力極端暗環境下、強光干擾下場景的有效監測,提升數據質量,有效實現道路安全隱患、交通流量等的提前預警,助力高速公路數智化升級。
大華“熠臻”系列球機
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