近日,由中国科协、重庆市人民政府举办的2024年中国创新方法大赛全国总决赛在重庆落下帷幕。大華股份灵活运用创新方法、突破行业性技术难题,凭借“不惧强光,分毫必现,基于TRIZ的強逆光銳捕技術”项目,斩获全国一等奖。
本届中国创新方法大赛以“发展新质生产力 促进高质量发展”为主题,共有全国31个地方赛区2166家科技型企业,6685个项目,超20000名科技人员报名参赛。
数智化赋能下,在解决通用场景技术难题的基础上,大華股份不断突破技术思维惯性,深入客户具体场景,进一步关注极端场景的技术痛点和千行百业场景化技术难题,结合创新方法探索更极致的技术创新。
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。
大華股份基于TRIZ、六西格玛设计等创新方法,分析求解高速极低照环境、强逆光干扰下的道路及车辆数据获取率低的行业性技术难题,创新研发強逆光銳捕技術(又名“逆光猎影技术”),实现对远光灯高能量区画面影响度压制力提升10倍以上,对特定光谱能量进一步压制,微弱信号车身及路面等亮度显著提升。项目优化主要围绕三个核心问题,持续探索极致创新。
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幹擾避免畫面過曝,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。
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,進而幹擾畫面。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”幹擾
爲提升畫面分辨率,攝像機鏡頭結構及制造工藝往往非常複雜,由此帶來大量雜光“鬼影”。
強逆光銳捕技術采用多镜片层叠合技术代替复杂结构,减少空气与玻璃界面带来的反射,提升成像质量。运用群组裁剪技术结合智能算法,简化子系统镜头结构,同时利用算法弥补简化后带来的分辨率降低问题。
保障圖像動態範圍,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,但圖像動態範圍不足,容易導致亮暗差異大。
強逆光銳捕技術针对夜晚高速极端环境,定义开发配套智能化图像处理计算方法,增加最强值和最弱值的分别处理和补偿,同时基于Gamma反馈自动调节,结合分区差异化处理,最终实现亮暗区域差异化的图像亮度补偿和调整,达到更优图像效果。
目前,強逆光銳捕技術已产业化应用于大華“熠臻”系列球机,助力极端暗环境下、强光干扰下场景的有效监测,提升数据质量,有效实现道路安全隐患、交通流量等的提前预警,助力高速公路数智化升级。
大華股份始终坚持技术创新,注重创新投入,也注重培养员工创新能力。自2017年起,大華连续举办8期TRIZ训练营,培养了创新工程师300余名,同时,结合创新大会赛事舞台,完成项目实践2000余项。通过创新方法持续突破经验框架,探寻创新灵感,让创新更加有机化,提升创新效率,让技术更快进入产品、更快赋能场景,推动科技平权,实现价值普惠。