圖像信號(hào)處理器和視覺(jué)處理器市場(chǎng)的技術(shù)趨勢(shì)

據(jù)介紹，在攝像頭背后，根據(jù)使用目的，可能有多種方法（方案）來(lái)處理原始圖像數(shù)據(jù)。這些方法通?？煞譃閳D像“查看”或“分析”，以理解攝像頭及其系統(tǒng)周圍的環(huán)境。不過(guò)，這些方法都需要不同類型的硬件。人工智能（AI）推動(dòng)了視覺(jué)系統(tǒng)的硬件發(fā)展，并且已對(duì)一些細(xì)分市場(chǎng)產(chǎn)生了重要影響。圖像分析功能增加了很多附加價(jià)值，因此圖像傳感器開(kāi)發(fā)商越來(lái)越有興趣將軟件層集成到它們的系統(tǒng)中。

如今，圖像傳感器必須超越“拍攝圖像”，能夠?qū)崿F(xiàn)“分析圖像”，這就是視覺(jué)處理器存在的原因。根據(jù)Yole近期出版的《圖像信號(hào)處理器和視覺(jué)處理器市場(chǎng)和技術(shù)趨勢(shì)-2019版》報(bào)告，視覺(jué)處理器市場(chǎng)正在爆發(fā)性增長(zhǎng)，2018年至2024年期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）高達(dá)13%，市場(chǎng)規(guī)模到2024年預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)至200億美元。

2018~2024年圖像處理和計(jì)算相關(guān)硬件出貨量和市場(chǎng)營(yíng)收

但是，這并不意味著圖像信號(hào)處理器（ISP）會(huì)逐漸消失。事實(shí)上，Yole預(yù)計(jì)在2018~2024年期間，ISP市場(chǎng)將實(shí)現(xiàn)4%的穩(wěn)定復(fù)合年增長(zhǎng)率，到2024年總體市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至68.7億美元。圖像處理和計(jì)算硬件不僅僅需要實(shí)現(xiàn)“查看”功能，還要能夠支持更復(fù)雜的算法，以便提供可用于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的圖像，特別是深度學(xué)習(xí)。

圖像信號(hào)處理和計(jì)算硬件類型

豪威科技（OmniVision）得益于在汽車和相關(guān)ISP領(lǐng)域的圖像傳感器產(chǎn)品組合而處于市場(chǎng)領(lǐng)先地位。關(guān)于其產(chǎn)品的最新案例，可以參閱Yole全資子公司System Plus Consulting最新出版的《采埃孚S-Cam 4系列ADAS單目和三目攝像頭》拆解報(bào)告。該系列攝像頭結(jié)合了OmniVision的OV10642圖像傳感器以及最新的Mobileye EyeQ4視覺(jué)處理器。

Yole技術(shù)和市場(chǎng)分析師Yohann Tschudi博士近期采訪了OmniVision汽車業(yè)務(wù)市場(chǎng)總監(jiān)Andy Hanvey先生，與其探討了OmniVision對(duì)圖像處理未來(lái)的愿景及策略。

Yohann Tschudi（以下簡(jiǎn)稱YT）：OmniVision作為圖像傳感器領(lǐng)導(dǎo)者聞名業(yè)界。你們?yōu)槭裁催x擇在產(chǎn)品組合中添加圖像處理功能？目前，圖像處理功能對(duì)于OmniVision的意義是什么？

Andy Hanvey（以下簡(jiǎn)稱AH）：OmniVision作為汽車圖像傳感器市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者已超過(guò)15年，我們深切地體會(huì)到能夠同時(shí)提供圖像傳感器和圖像處理功能對(duì)我們的產(chǎn)品組合非常重要。憑借OmniVision的專業(yè)積累，使我們能夠利用ISP從我們的圖像傳感器獲得出色的成像質(zhì)量，這對(duì)于汽車應(yīng)用復(fù)雜而廣泛的照明條件以及終端應(yīng)用而言至關(guān)重要。因此，我們可以為客戶提供更順暢的整合，加快其產(chǎn)品上市，使客戶感受到我們作為圖像傳感器和圖像處理一站式供應(yīng)商所能提供的巨大附加價(jià)值。

能夠支持最廣泛的架構(gòu)是汽車應(yīng)用的關(guān)鍵，利用我們的ASIC產(chǎn)品組合便可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。OmniVision引領(lǐng)的架構(gòu)將ISP處理轉(zhuǎn)移到了ECU用于汽車環(huán)視應(yīng)用。

2013年推出的OV490是我們第一款提供雙處理功能的ASIC，隨后在2016年推出了OV491，后者的圖像處理能力得到了大幅改善。

YT：多年前，是什么推動(dòng)OmniVision選擇進(jìn)入汽車市場(chǎng)？該領(lǐng)域圖像處理面臨的主要挑戰(zhàn)是什么？是可視化？還是ADAS？

AH：OmniVision作為汽車圖像傳感器市場(chǎng)的主要供應(yīng)商已經(jīng)超過(guò)15年，目前在路上行駛的車輛中應(yīng)用了超過(guò)1.6億顆OmniVision的圖像傳感器。自1995年以來(lái)，我們一直是CMOS成像解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者，進(jìn)入汽車市場(chǎng)，對(duì)于我們的圖像傳感器應(yīng)用順理成章。例如，我們率先將BSI像素技術(shù)引入了汽車領(lǐng)域。這是OmniVision的另一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)，我們可以將其它領(lǐng)域的研發(fā)成果拓展到汽車領(lǐng)域。

憑借我們的領(lǐng)先技術(shù)，我們將繼續(xù)應(yīng)對(duì)汽車市場(chǎng)帶來(lái)的挑戰(zhàn)。如今，汽車ISP面臨的主要挑戰(zhàn)包括需要處理來(lái)自更多攝像頭、更高分辨率傳感器的更多像素，以及應(yīng)對(duì)一系列傳感器（不僅僅是圖像傳感器）的需求。

YT：HDR和LED頻閃是與ADAS應(yīng)用相關(guān)的典型問(wèn)題，它們?cè)谄嚳梢暬杏心男?yīng)用？OmniVision是否有意進(jìn)入ADAS市場(chǎng)？

AH：我們看到很多汽車可視化應(yīng)用，包括攝像頭監(jiān)控系統(tǒng)（CMS）和ADAS，都需要解決LED頻閃的功能。此外，OmniVision還推出了一系列針對(duì)汽車應(yīng)用優(yōu)化的HDR技術(shù)，例如Split Pixel和DCG，以及結(jié)合我們HALE（HDR和LFM引擎）算法的LFM技術(shù)。我們對(duì)汽車成像應(yīng)用提出的挑戰(zhàn)有深刻的理解。例如，覆蓋120 dB動(dòng)態(tài)范圍是常態(tài)，但我們的客戶要求更寬的140 dB動(dòng)態(tài)范圍，我們已經(jīng)為滿足這些需求做好了充分的準(zhǔn)備。汽車可視化和ADAS應(yīng)用都提出了各自相應(yīng)的需求。我們目前已經(jīng)立足ADAS市場(chǎng)，與所有ADAS平臺(tái)展開(kāi)了密切合作，并已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)出貨。

OAX4010汽車ISP采用了OmniVision最新的HDR和LFM引擎（HALE）組合算法

YT：作為ADAS系統(tǒng)一部分的環(huán)視攝像頭大部分將繞過(guò)ISP，最終通過(guò)低壓差分信號(hào)（LVDS）接口集成到視覺(jué)處理器中。您認(rèn)為攝像頭的數(shù)量是否會(huì)翻一番？還是每個(gè)攝像頭擔(dān)負(fù)雙重任務(wù)？

AH：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是兩種都有！

目前有許多不同的環(huán)視架構(gòu)，其中一些在攝像頭中包括ISP，還有一些架構(gòu)將ISP整合進(jìn)入了ECU。

隨著應(yīng)用率的迅速提高，我們預(yù)計(jì)環(huán)視攝像頭的數(shù)量將每2~3年翻一番。我們?cè)贠mniVision看到的一個(gè)趨勢(shì)是“傳感器融合”，代表一顆攝像頭用于多種用例。例如，環(huán)視攝像頭也可以用于機(jī)器視覺(jué)處理，在這種情況下，圖像處理可能使用不同的CFA（彩色濾波陣列），如RCCB，而不是傳統(tǒng)的拜耳格式（RGGB）。

YT：除了汽車市場(chǎng)，你們還瞄準(zhǔn)哪些細(xì)分市場(chǎng)？面對(duì)的挑戰(zhàn)是否相同？

AH：OmniVision的產(chǎn)品組合應(yīng)用非常廣泛，除了汽車市場(chǎng)，還包括移動(dòng)應(yīng)用、安防、筆記本、醫(yī)療以及其它新興領(lǐng)域。汽車領(lǐng)域存在一些獨(dú)特的挑戰(zhàn)，例如很寬溫度范圍內(nèi)的性能要求。在某些情況下，這些細(xì)分市場(chǎng)有著共同的需求，例如針對(duì)特定尺寸和功耗目標(biāo)的最優(yōu)像素和傳感器性能。這也為OmniVision在不同領(lǐng)域確立了協(xié)同優(yōu)勢(shì)，意味著可以針對(duì)不同市場(chǎng)、不同階段的問(wèn)題共享我們的創(chuàng)新技術(shù)。

YT：如今，Yole注意到AI已經(jīng)無(wú)處不在，它正迅速進(jìn)入消費(fèi)者的日常生活。在您看來(lái)，AI為什么以及如何改變圖像處理市場(chǎng)？

AH：AI確實(shí)已經(jīng)無(wú)處不在，它將影響我們生活的方方面面。我們看到的很多新應(yīng)用令人驚嘆。

AI可以通過(guò)多種途徑改變圖像處理市場(chǎng)。首先，ISP不僅需要處理圖像以實(shí)現(xiàn)可視化，還需要處理精確圖像數(shù)據(jù)以供機(jī)器操作。這兩種應(yīng)用要求的處理不一定相同。AI切入的最佳位置在哪里？在中心或是邊緣？我們可以設(shè)想每顆攝像頭或許都可以具有一定的AI處理能力？目前，這類設(shè)想或其它可能都正在開(kāi)發(fā)中，哪種AI模型將成為主導(dǎo)還有待觀察。

YT：您還有什么其它信息要跟我們補(bǔ)充分享嗎？

AH：感謝Yole讓我們有機(jī)會(huì)與讀者分享OmniVision的現(xiàn)狀及市場(chǎng)策略。我們的產(chǎn)品和服務(wù)覆蓋了從可視化到ADAS再到AI等許多主題。另一個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用是汽車艙內(nèi)的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)（DMS）和艙內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)（IMS）。該領(lǐng)域也為圖像處理帶來(lái)了廣泛的挑戰(zhàn)。IMS使用RGB-IR CFA來(lái)實(shí)現(xiàn)用于可視化的RGB圖像，以及用于機(jī)器視覺(jué)處理的紅外（IR）圖像。

對(duì)于DMS應(yīng)用，主要有三個(gè)挑戰(zhàn)，低功耗、小尺寸和高近紅外量子效率（NIR QE）。通過(guò)我們的全局快門產(chǎn)品組合，OmniVision可解決所有這三個(gè)挑戰(zhàn)。此外，憑借OmniVision令人興奮的夜鷹（Nyxel?）近紅外（NIR）技術(shù)，它將成為DMS市場(chǎng)的破局者。
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