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AI視覺(jué)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室到落地應(yīng)用,有哪些準(zhǔn)入門檻?

yrlT_lianggezhi ? 來(lái)源:YXQ ? 2019-06-03 11:50 ? 次閱讀

大多數(shù)人對(duì)AI視覺(jué)芯片有些誤解,認(rèn)為做圖像處理芯片的AI企業(yè)就掌握了全部的視覺(jué)技術(shù),其實(shí)不然。

在中國(guó),視覺(jué)獨(dú)角獸的競(jìng)逐讓視覺(jué)處理技術(shù)得到長(zhǎng)足發(fā)展,近幾年也正逐步應(yīng)用于智能手機(jī)、安防監(jiān)控、自動(dòng)駕駛、醫(yī)療成像、智能制造等領(lǐng)域。不過(guò),視覺(jué)處理芯片離不開信息的獲取,必須依賴圖像傳感器。

人工智能技術(shù)帶來(lái)芯片市場(chǎng)“去中心化”的機(jī)遇后,各種功能型芯片紛紛涌現(xiàn)。4月28日,中科院半導(dǎo)體研究所研究員吳南健博士向記者表示,所謂視覺(jué)芯片,實(shí)際上是一種具有高速圖像采集和實(shí)時(shí)圖像處理功能的片上集成系統(tǒng)芯片。

吳南健是中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所半導(dǎo)體超晶格國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員,負(fù)責(zé)和領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計(jì)完成芯片40余款,2011年他與團(tuán)隊(duì)成功研制出新型視覺(jué)芯片并發(fā)表論文。

但截至目前,尚未有企業(yè)實(shí)現(xiàn)“圖像傳感器+視覺(jué)處理器”集成式芯片的大規(guī)模量產(chǎn)。如果誰(shuí)率先實(shí)現(xiàn),這必將顛覆現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)格局!

視覺(jué)系統(tǒng)芯片如何走向商業(yè)化運(yùn)作?到何時(shí)才能為產(chǎn)業(yè)界所接受?吳南健表示:大型企業(yè)不敢做搶飯碗的事,那么可以交給初創(chuàng)企業(yè)來(lái)做,這是一個(gè)慢慢轉(zhuǎn)化的過(guò)程。

以下為每日經(jīng)濟(jì)新聞?dòng)浾撸ㄒ韵潞?jiǎn)稱NBD)對(duì)吳南健博士的專訪:

NBD:人工智能視覺(jué)系統(tǒng)芯片與現(xiàn)有的視覺(jué)芯片有什么不同?

吳南?。?/strong>人工視覺(jué)分為兩個(gè)部分,類似于人的眼睛和大腦。人的眼睛是一個(gè)典型的圖像傳感器,能夠攝取圖像并且進(jìn)行一些噪聲去除等初級(jí)圖像處理;人的大腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)視覺(jué)圖像處理系統(tǒng),具有非常強(qiáng)的對(duì)所攝取的視覺(jué)信息進(jìn)行并行處理的能力。

目前國(guó)內(nèi)外在人工視覺(jué)芯片領(lǐng)域的研究主要是CMOS圖像傳感器芯片技術(shù)、并行圖像處理技術(shù)和CMOS集成技術(shù)。

在CMOS圖像傳感器領(lǐng)域,目前國(guó)際技術(shù)水平朝著高分辨率、寬動(dòng)態(tài)范圍、高幀率、高智能化、寬波長(zhǎng)范圍和三維成像的方向發(fā)展。人工視覺(jué)系統(tǒng)芯片能夠完成圖像獲取,和初級(jí)(圖像濾波)、中級(jí)(特征提?。┖透呒?jí)(特征識(shí)別和不規(guī)則處理)三個(gè)圖像處理步驟。

隨著對(duì)AI視覺(jué)技術(shù)的基礎(chǔ)研究不斷深化,從市場(chǎng)格局來(lái)看已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立又相互依存的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

在前端,索尼是圖像傳感器市場(chǎng)、生產(chǎn)和技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者,緊隨其后的三星和豪威科技也保持著不錯(cuò)的競(jìng)爭(zhēng)力;在后端,Mobileye和英偉達(dá)(NVIDIA)是提供視覺(jué)處理芯片的主要廠商,在國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域的公司有地平線等。

而人工智能視覺(jué)系統(tǒng)芯片是將高速CMOS圖像傳感器、并行信號(hào)處理單元和輸出電路集成于單一芯片內(nèi),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視覺(jué)芯片系統(tǒng),對(duì)于現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)而言相當(dāng)于一種顛覆性的芯片。將不同功能的技術(shù)集成在一個(gè)芯片上有很多優(yōu)勢(shì),簡(jiǎn)單地說(shuō)視覺(jué)系統(tǒng)芯片在處理能力、速度、功耗和成本上有較高匹配度。

但是,不管是現(xiàn)在的創(chuàng)業(yè)企業(yè)也好,還是已經(jīng)在市場(chǎng)上占有一定份額的大企業(yè),他們不是做圖像傳感器,就是做后端的視覺(jué)處理器。

NBD:為什么沒(méi)有企業(yè)選擇嘗試將圖像傳感與處理集成在同一個(gè)芯片上?

吳南?。?/strong>事實(shí)上有,索尼就做這個(gè)事情,在2017年的年報(bào)中可以看到,他們有一支團(tuán)隊(duì)在做人工視覺(jué)系統(tǒng)方面的研究,但是沒(méi)有做大。我也曾經(jīng)與他們交流過(guò)芯片設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),索尼對(duì)此有興趣,但他們有所顧慮,說(shuō)做集成可能將會(huì)面對(duì)無(wú)法估量的局面。

且不說(shuō)索尼已經(jīng)在智能手機(jī)領(lǐng)域投入了大量心血,僅從圖像傳感器的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看,有索尼、三星和豪威三家企業(yè),一旦將視覺(jué)芯片集成后,一方面若是后兩家團(tuán)結(jié)起來(lái),可能會(huì)動(dòng)搖索尼在整個(gè)市場(chǎng)中的地位;另一方面因?yàn)榘押蠖耍ㄒ曈X(jué)處理器)企業(yè)的飯碗搶走了,對(duì)產(chǎn)業(yè)生態(tài)會(huì)產(chǎn)生破壞性的影響。那么做視覺(jué)處理器的企業(yè)也是同樣的想法。

但是以我個(gè)人的觀點(diǎn),視覺(jué)系統(tǒng)芯片是否會(huì)成為必然的趨勢(shì)?我覺(jué)得會(huì)。就像手機(jī)和相機(jī)結(jié)合成就了智能手機(jī)一樣,目前在技術(shù)上已經(jīng)突破了填充率低、分辨率低和信號(hào)干擾嚴(yán)重的難題,將科研成果轉(zhuǎn)化并投放市場(chǎng)只不過(guò)是時(shí)間問(wèn)題。而對(duì)于大型企業(yè)最擔(dān)心的方面,如果是一家完全創(chuàng)新型的企業(yè)來(lái)做,就不存在這種顧慮。

NBD:視覺(jué)系統(tǒng)芯片如果在未來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,其市場(chǎng)空間有多大?

吳南健:對(duì)于這一點(diǎn),我們做過(guò)推算。2018年,圖像傳感器的市場(chǎng)規(guī)模在150億美元左右,雖然其中120億美元發(fā)生在智能手機(jī)領(lǐng)域,但未來(lái)發(fā)展比較快的四個(gè)領(lǐng)域是安防、國(guó)防、汽車、醫(yī)療,到2021年將會(huì)迎來(lái)40億美元的市場(chǎng)空間,年增長(zhǎng)率大約是10%~20%。

視覺(jué)處理器的需求增長(zhǎng)會(huì)更快,目前該市場(chǎng)的整體規(guī)模(包括硬件、軟件、服務(wù))在170億美元至180億美元,單從硬件來(lái)看也占到了30億美元左右。如果視覺(jué)系統(tǒng)芯片可以覆蓋70億美元的市場(chǎng)規(guī)模,企業(yè)在這中間拿到1%的市場(chǎng)規(guī)模的話,其盈利空間就已經(jīng)很大了。

NBD:那么,讓AI視覺(jué)技術(shù)真正從實(shí)驗(yàn)室走向應(yīng)用落地,有哪些準(zhǔn)入門檻?

吳南?。?/strong>目前基于該技術(shù)的產(chǎn)成品已經(jīng)試用于一些創(chuàng)新企業(yè),比如在工業(yè)產(chǎn)品的自動(dòng)化檢測(cè)領(lǐng)域完全可以使用視覺(jué)系統(tǒng)芯片代替人工檢測(cè);在智能監(jiān)控領(lǐng)域,過(guò)去需要將視覺(jué)處理芯片裝在具有傳感器技術(shù)的攝像頭上,通過(guò)把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化、再壓縮送到數(shù)據(jù)中心的復(fù)雜方式完成數(shù)據(jù)傳輸和計(jì)算,以后可能就會(huì)破壞這種結(jié)構(gòu)。

要知道,集成電路具有顯著的資金密集、技術(shù)密集、人才密集的行業(yè)特征,因此每一項(xiàng)門檻對(duì)企業(yè)的要求都非常高。在技術(shù)上,經(jīng)過(guò)幾十年的研究,現(xiàn)階段至少把較難的問(wèn)題理解了,核心問(wèn)題在實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)克服了,這是因?yàn)樗闪擞嘘P(guān)電和光兩種芯片,目前在國(guó)內(nèi)只有為數(shù)不多的團(tuán)隊(duì)能夠做到。

但想要實(shí)現(xiàn)真正的商業(yè)化還有很多門檻,首先是資金的問(wèn)題,一直靠國(guó)家的項(xiàng)目來(lái)支撐做產(chǎn)業(yè)化是不太可能的,所以需要尋求社會(huì)資本的支持;其次是人才的問(wèn)題,前期主要關(guān)注在技術(shù)研發(fā)上的人才籌備,但后期更需要工程團(tuán)隊(duì)與市場(chǎng)團(tuán)隊(duì)的加入,才能更好地讓企業(yè)客戶理解新型視覺(jué)系統(tǒng)芯片的優(yōu)勢(shì)與實(shí)用性。

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原文標(biāo)題:AI視覺(jué)芯片將顛覆產(chǎn)業(yè)格局?未來(lái)市場(chǎng)空間可期!

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