記者從南京大學(xué)了解到，在9月22日落幕的2022第二屆英特爾人工智能全球影響力嘉年華賽事中，南京大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院彭成磊老師指導(dǎo)，蔡立本華、陳威宇和趙雨飛等三名本科生完成的適用于極低照度環(huán)境下的暗光增強(qiáng)全彩成像系統(tǒng)——“夜鷹”在中國(guó)區(qū)三個(gè)隊(duì)伍中突圍，最終在25個(gè)國(guó)家和地區(qū)的所有參賽隊(duì)伍中脫穎而出，獲得最高獎(jiǎng)項(xiàng)：全球大獎(jiǎng)（Grand Winner）。

“夜鷹”擁有好“視力”，讓黑夜同樣出彩

什么是“夜鷹”？人眼能夠分辨色彩的低照度極限是1勒克斯，大約是在高約2.4米的天花板上安裝的小號(hào)熒光燈照射到地面的光照度。市面上絕大多數(shù)的夜視相機(jī)能達(dá)到的成像低照度極限只有0.1勒克斯，“夜鷹”無(wú)需輔助光源，即可實(shí)現(xiàn)0.001勒克斯極低照度環(huán)境下的高清視頻全彩成像，大幅提升目標(biāo)檢測(cè)精度，讓黑夜照樣出彩。

人類(lèi)已經(jīng)在暗光增強(qiáng)成像領(lǐng)域研究了幾十年，曾出現(xiàn)激光夜視、熱成像等技術(shù)，但都存在顏色細(xì)節(jié)喪失、噪點(diǎn)多、目標(biāo)識(shí)別難、需要紅外輔助光源等痛點(diǎn)，影響人們對(duì)圖像內(nèi)容的觀察和圖像的后續(xù)使用，且最低極限照度居高不下。在全彩夜視成為剛需的當(dāng)下，通過(guò)硬件和傳統(tǒng)算法的方案已經(jīng)到達(dá)極限，這也是團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)“夜鷹”系統(tǒng)的初衷。“夜鷹”具有高清、低噪、體積小、隱蔽性強(qiáng)等特點(diǎn)，在打擊犯罪、環(huán)境保護(hù)、區(qū)域安全、地下照明等相關(guān)領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。

“夜鷹”支持單張圖像采集和連續(xù)視頻采集，通過(guò)較為常見(jiàn)的通用型全彩CMOS相機(jī)采集到極低照度、高噪聲的原始圖像后，經(jīng)過(guò)“夜鷹”神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行處理恢復(fù)，可以將照片恢復(fù)至正常光照下的高清全彩成像效果。“夜鷹”系統(tǒng)支持540p分辨率下的24fps高清穩(wěn)定視頻實(shí)時(shí)拍攝處理顯示。

“夜鷹”暗光增強(qiáng)全彩成像系統(tǒng)針對(duì)用戶(hù)的具體使用場(chǎng)景進(jìn)行了進(jìn)一步的功能開(kāi)發(fā)。通過(guò)“夜鷹”UI界面，用戶(hù)可以查看實(shí)時(shí)的相機(jī)直出圖像和增強(qiáng)恢復(fù)后圖像，并查看圖片色彩直方圖、視頻實(shí)時(shí)幀率等信息，進(jìn)行畫(huà)面縮放、相機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)、保存當(dāng)前畫(huà)面為圖片等操作。同時(shí)，“夜鷹”內(nèi)置了針對(duì)高達(dá)80種不同類(lèi)別物體的人工智能圖像識(shí)別系統(tǒng)，可根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景幫助用戶(hù)快速捕捉并框選畫(huà)面中出現(xiàn)的目標(biāo)。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)的三名主要選手全都是南大在讀本科生

記者了解到，團(tuán)隊(duì)的三名成員蔡立本華、陳威宇、趙雨飛都是南大電子科學(xué)與工程學(xué)院2019級(jí)本科生，自大一下學(xué)期便參與學(xué)院組織的電賽培訓(xùn)，先后參加過(guò)江蘇省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽模擬系統(tǒng)專(zhuān)題邀請(qǐng)賽、英特爾全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽嵌入式系統(tǒng)專(zhuān)題邀請(qǐng)賽等專(zhuān)業(yè)學(xué)科競(jìng)賽，同時(shí)也是一項(xiàng)國(guó)家級(jí)大創(chuàng)項(xiàng)目的隊(duì)友。

在團(tuán)隊(duì)中，隊(duì)長(zhǎng)蔡立本華主要負(fù)責(zé)模型算法的開(kāi)發(fā)訓(xùn)練，趙雨飛主要負(fù)責(zé)模型部署和交互頁(yè)面設(shè)計(jì)，陳威宇主要負(fù)責(zé)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型以及軟件框架搭建。每周五由彭成磊老師組織組會(huì)，匯報(bào)工作、解決問(wèn)題、明晰路線。團(tuán)隊(duì)成員利用課余時(shí)間進(jìn)行比賽準(zhǔn)備，從項(xiàng)目名和項(xiàng)目LOGO確立、解決方案和技術(shù)路線規(guī)劃，到模型算法開(kāi)發(fā)訓(xùn)練、相機(jī)驅(qū)動(dòng)與圖像采集、軟件框架搭建、交互界面設(shè)計(jì)、模型優(yōu)化與部屬，再到作品展示與項(xiàng)目答辯的設(shè)計(jì)打磨，一步一個(gè)腳印完成預(yù)定計(jì)劃。

7月中旬至8月中旬，英特爾杯全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽嵌入式系統(tǒng)專(zhuān)題邀請(qǐng)賽復(fù)賽選拔正式開(kāi)始。團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)東部賽區(qū)材料網(wǎng)評(píng)、東部賽區(qū)決賽、全國(guó)總決賽材料網(wǎng)評(píng)、全國(guó)總決賽終審多輪，最終從133支參賽隊(duì)伍中脫穎而出，斬獲全國(guó)一等獎(jiǎng)前三甲。

同時(shí)，作為中國(guó)大陸區(qū)的優(yōu)勝者，“夜鷹”團(tuán)隊(duì)與另外兩支團(tuán)隊(duì)一起受邀參加2022年英特爾人工智能全球影響力嘉年華賽事活動(dòng)，并作為中國(guó)18+組別唯一一支晉級(jí)團(tuán)隊(duì)代表中國(guó)參與嘉年華全球總決賽，最終榮獲全球18+組別的全球優(yōu)勝者（Global winner）。

揚(yáng)子晚報(bào)/紫牛新聞記者  楊甜子

校對(duì) 李海慧