首頁 > 陣列計(jì)算相機(jī)即將開啟千億級(jí)市場(chǎng)。
2017年，11月3日。
這一天也許將來會(huì)被科學(xué)界尤其是AI人工智能產(chǎn)業(yè)界所銘記，因?yàn)樗_啟了一個(gè)全新的千億級(jí)市場(chǎng)；不過，似乎全世界億萬的愛美女性更應(yīng)該感謝它，因?yàn)樗磳硇乱惠喌南鄼C(jī)拍照技術(shù)革命。
這簡(jiǎn)直是個(gè)天大的好消息！
江蘇昆山陽澄湖費(fèi)爾蒙酒店，一樓。清華大學(xué)、昆山杜克大學(xué)、中科院西安光機(jī)所、上海科技大學(xué)、昆山工業(yè)技術(shù)研究院、安科迪公司、美國(guó)Light公司、中興集團(tuán)、復(fù)星集團(tuán)、中科創(chuàng)星、琢石投資、久有投資......學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界、投資界，全部到齊。
而第三次相機(jī)技術(shù)的革命，也在這一天悄然來臨。繼膠卷相機(jī)和數(shù)碼單反相機(jī)之后，陣列計(jì)算相機(jī)技術(shù)正在向業(yè)界露出冰山一角。
其背后，是一個(gè)甚至數(shù)個(gè)千億級(jí)的市場(chǎng)。
相機(jī)技術(shù)發(fā)展：
膠卷的“百萬像素”和數(shù)碼的“千萬像素”
世界上第一臺(tái)相機(jī)誕生于1826年。由法國(guó)人尼塞弗爾·尼埃普斯借助暗箱繪畫成像原理，“拍”出了世界上第一張永久性照片，它代表著“攝影”的誕生。不過，并不能稱為相機(jī)。
真正做出相機(jī)雛形的是法國(guó)人達(dá)蓋爾，他發(fā)明了利用感光成像原理制作的銀板相機(jī)。因此，達(dá)蓋爾的發(fā)明被公諸于世的1839年也被稱為攝影技術(shù)的誕生之年。
1900年，美國(guó)柯達(dá)公司造出了世界上第一臺(tái)117膠卷相機(jī)，從此讓相機(jī)技術(shù)進(jìn)入了日新月異的高速發(fā)展時(shí)代。
從成像的基礎(chǔ)技術(shù)、核心要素來看，相機(jī)技術(shù)的膠卷時(shí)代和數(shù)碼單反時(shí)代，是其最為重要的兩次技術(shù)變革，被稱為第一次技術(shù)革命和第二次技術(shù)革命。
從上世紀(jì)70年代開始到世紀(jì)末的大概20年時(shí)間是屬于膠卷相機(jī)的時(shí)代，其中80年代絕對(duì)是其黃金時(shí)期。膠卷相機(jī)時(shí)代造就了一批巨頭企業(yè)，其中美國(guó)柯達(dá)公司、日本富士公司和德國(guó)的萊卡公司最為龐大。當(dāng)然，還有中國(guó)的民族驕傲——樂凱膠卷。
作為第一次技術(shù)革命的膠卷相機(jī)有兩大顯著特征，一個(gè)是其拍照的實(shí)現(xiàn)方式是“膠卷+鏡頭”，另一個(gè)是大部分的膠卷相機(jī)像素都集中在600-800萬像素之間。因此，膠卷相機(jī)時(shí)代也被稱為百萬像素時(shí)代。
而作為第二次技術(shù)革命的數(shù)碼單反相機(jī)誕生于1975年，不過其真正壓倒性取代膠卷相機(jī)則是從1996年開始，直到現(xiàn)在。
數(shù)碼單反相機(jī)，用光學(xué)傳感器取代了膠卷，其拍照方式也變更為“傳感器+鏡頭”，而像素也達(dá)到了千萬級(jí)別。（由于大家現(xiàn)在單反相機(jī)太過普及，因此本文也不再贅述。）
億級(jí)像素的陣列計(jì)算相機(jī)時(shí)代已來
陣列計(jì)算相機(jī)，被稱為第三次相機(jī)技術(shù)的革命，它首次把光學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在了一起。
陣列計(jì)算成像技術(shù)是光電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的完整組合。基于陣列計(jì)算成像平臺(tái)，可適應(yīng)各種圖像捕獲的場(chǎng)景、遠(yuǎn)距離、寬視角等多陣列組合，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。
琢石投資創(chuàng)始合伙人鐘潛凱認(rèn)為，陣列計(jì)算相機(jī)不僅可以看得更遠(yuǎn)，大視場(chǎng)角、遠(yuǎn)距離；還可以看得更清晰，億級(jí)像素，超高清；此外，它可以全局細(xì)節(jié)實(shí)時(shí)記錄，帶來數(shù)據(jù)獲取量的提升，為AI應(yīng)用結(jié)合提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
區(qū)別于膠卷相機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的是，陣列計(jì)算相機(jī)有幾大根本性革新和鮮明特色：首先是采用多鏡頭成像技術(shù)，其次是拍攝像素達(dá)到了億級(jí)、甚至十億級(jí)，并在將來會(huì)更高，第三是創(chuàng)造性的利用以GPU為核心的計(jì)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的處理、壓縮、計(jì)時(shí)和拼接。
作為國(guó)內(nèi)第一家陣列計(jì)算相機(jī)的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)公司，上海安科迪公司CEO王惠東說：“第三代從要素上講發(fā)生了幾個(gè)重要變化。第一，鏡頭還在但不是一個(gè)鏡頭了，而是一組鏡頭。這一組鏡頭的作用就是克服了傳統(tǒng)光學(xué)的局限。光學(xué)沒辦法長(zhǎng)焦聚集對(duì)焦一個(gè)點(diǎn)，如果想要看更多更遠(yuǎn)視角的東西并記錄下來，怎么辦？
“人的眼睛一樣可以任意看，但是鏡頭不行。所以我們使用一組鏡頭，實(shí)現(xiàn)了多焦點(diǎn)、多平面、多視角的視覺取景，用鏡頭獲得不同的圖像數(shù)據(jù)。
“第二是獲得數(shù)據(jù)之后，除了Sensor傳感器之外，需要用GPU進(jìn)行整個(gè)圖片和視頻的格式化，從而還原一個(gè)和你感受到的生活場(chǎng)景一樣的真實(shí)的圖像環(huán)境。這個(gè)就是下一代核心技術(shù)的變化。我們把這個(gè)過程稱為Computional image techonolgy計(jì)算機(jī)成像技術(shù)。”
因此，很有可能出現(xiàn)的情形就是，人們已經(jīng)習(xí)慣的數(shù)碼相機(jī)的概念今后將會(huì)變成計(jì)算相機(jī)的概念。這是一個(gè)根本性的變革。
可以預(yù)見的是，當(dāng)相機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合以后，整個(gè)成像能力將會(huì)被無限放大。從千萬級(jí)像素到億級(jí)像素、十億級(jí)像素，在概念上沒有了局限。只要硬件跟得上，就可以實(shí)現(xiàn)。
值得注意的是，陣列式計(jì)算相機(jī)的億級(jí)像素和普通數(shù)碼相機(jī)的大像素截然不同。
目前傳統(tǒng)數(shù)碼相機(jī)也可以實(shí)現(xiàn)超級(jí)像素，瑞士SeitzPhototechnik AG公司的Roundshot D3 神級(jí)相機(jī)，采用24mm鏡頭可達(dá)1.42億像素；采用80mm的鏡頭時(shí)像素可達(dá)4.7億；采用250mm鏡頭時(shí)，像素則可達(dá)14.8億。
不過，這些都是用一個(gè)或幾個(gè)相機(jī)同時(shí)拍攝，拍完之后再用軟件拼接成一個(gè)大圖像，除像素超級(jí)龐大之外，實(shí)用價(jià)值并不凸顯。
而陣列計(jì)算相機(jī)是用一組陣列式、多個(gè)鏡頭拍攝即時(shí)圖像，獲得億級(jí)以上數(shù)據(jù)并同步實(shí)現(xiàn)圖像處理，還原出最為貼近真實(shí)場(chǎng)景的圖像，拍攝之后，得到的是一個(gè)動(dòng)態(tài)的億級(jí)像素的圖像數(shù)據(jù)。
這些遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出目前所有單鏡頭相機(jī)的、數(shù)以億計(jì)的圖像數(shù)據(jù)在以大數(shù)據(jù)為支撐的AI人工智能產(chǎn)業(yè)中的價(jià)值將是難以估量的。
陣列計(jì)算相機(jī)即將開啟千億級(jí)市場(chǎng)
基于陣列計(jì)算相機(jī)可供分析的億級(jí)、十億級(jí)別的龐大圖像數(shù)據(jù)，其在幾乎所有的AI領(lǐng)域都將會(huì)迎來最大限度的利用。
長(zhǎng)期從事醫(yī)學(xué)RUSH顯紅鏡研究的清華大學(xué)教授范靜濤說：“由于大視角和高分辨率的反比作用，未來的趨勢(shì)是必須放棄孔徑成像，而改用陣列相機(jī)，建立照相機(jī)陣列。”目前，他們用了35個(gè)鏡頭，每個(gè)分辨率為1.5億像素，通過光子技術(shù)與斷層技術(shù)對(duì)這些相機(jī)拍攝的畫面進(jìn)行融合。今后，陣列計(jì)算相機(jī)將在大腦成像領(lǐng)域成為首選。
不過，陣列計(jì)算相機(jī)的市場(chǎng)遠(yuǎn)不止于此。計(jì)算機(jī)視覺、人臉識(shí)別、智能手機(jī)、無人駕駛、視頻直播、三維建模、監(jiān)控安防......每一個(gè)都是百億甚至千億級(jí)的市場(chǎng)。
計(jì)算機(jī)視覺、人臉識(shí)別、安防和智能手機(jī)是陣列計(jì)算相機(jī)最為直接和徹底的應(yīng)用場(chǎng)景。
第一，計(jì)算機(jī)視覺和人臉識(shí)別領(lǐng)域。眼睛對(duì)于人類的作用，眾所周知。而作為計(jì)算機(jī)和所有一切智能設(shè)備的眼睛，相機(jī)的重要性也是不言而喻。在計(jì)算機(jī)視覺市場(chǎng)前景上，據(jù)American Imaging Association預(yù)測(cè)，2015 年全球計(jì)算機(jī)視覺市場(chǎng)規(guī)模約 42 億美元，2016年為45億美元，而2017年將達(dá)到50億美元左右；
而在金融領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化的人臉識(shí)別的市場(chǎng)前景亦是誘人，據(jù)云從科技創(chuàng)始人周曦預(yù)測(cè)，“未來五年（2022年）之內(nèi)，國(guó)內(nèi)人臉識(shí)別的市場(chǎng)規(guī)模可能將達(dá)到 1000 億元。”
第二，無人駕駛領(lǐng)域。今年7月，英特爾（Intel）與研究公司Strategy Analytics聯(lián)合發(fā)布的一份報(bào)告預(yù)計(jì)，無人駕駛汽車市場(chǎng)的規(guī)模將在2050年前達(dá)到7萬億美元。在這個(gè)萬億級(jí)別的市場(chǎng)中，為車輛提供導(dǎo)航和場(chǎng)景識(shí)別的車載相機(jī)，其所占的份額似乎并不難以想象。
第三，安防領(lǐng)域。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)三線城市的攝像頭數(shù)量在在2-5萬左右，二線城市在5-10萬，而攝像頭密度最高的北京市每千人的攝像頭數(shù)量59個(gè)，總數(shù)量在12萬以上。2011-2016國(guó)內(nèi)的安防市場(chǎng)已經(jīng)連續(xù)5年保持2位數(shù)增長(zhǎng)，其中2016年我國(guó)整個(gè)安防市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到5000億以上，而安防設(shè)備市場(chǎng)產(chǎn)值大約在1900億元人民幣。
著名圖像技術(shù)專家、安科迪CTO范柘博士認(rèn)為，未來的安防方向，相機(jī)像素一定是億級(jí)的，首要的是要做精百米級(jí)的人臉識(shí)別清晰度（這對(duì)于人臉識(shí)別公司來說是至關(guān)重要的）。而在高精攝像的三大要素（算法、數(shù)據(jù)和相機(jī)）中，其中拼算法的時(shí)代已經(jīng)過去了，拼數(shù)據(jù)已經(jīng)有BAT入局，難度極大，因此拼相機(jī)是最可行的。
第四，智能手機(jī)領(lǐng)域。Light公司創(chuàng)始人&CEO Rajiv laroia說：“隨著智能手機(jī)的普及，全球有約1.5億的攝影師，捕捉生活成為了競(jìng)爭(zhēng)性運(yùn)動(dòng)。但這些相機(jī)拍攝的照片質(zhì)量不高。而解決問題的辦法就是，使用綜合了手機(jī)的便攜性和單反相機(jī)高清晰的陣列相機(jī)，讓大家不再受限制，隨身攜帶就可以拍攝高質(zhì)量照片。”
2016年全球智能手機(jī)保有量首次超過20億臺(tái)，而據(jù)調(diào)研公司IHS Markit預(yù)測(cè)，到2020年全球智能手機(jī)保有量甚至將達(dá)到60億臺(tái)。
正如安科迪CEO王惠東所說的那樣，“這其中，隨便拎出一個(gè)都是千億級(jí)的市場(chǎng)。”
總結(jié)：雖然還有很長(zhǎng)的路要走
但商業(yè)化浪潮已勢(shì)不可擋
任何新舊技術(shù)的交替，雖然新技術(shù)最終會(huì)全面勝出并成為市場(chǎng)主流，但其過程必然是漫長(zhǎng)的、拉鋸式的、充滿不確定性的。對(duì)于相機(jī)技術(shù)來說，也同樣如此。
擺在陣列計(jì)算相機(jī)技術(shù)面前的問題，首先是產(chǎn)品硬件的小型化和便攜化，碩大的攝像頭（目前安科迪的產(chǎn)品尺寸為：280L*320W*140H）雖說適應(yīng)安防監(jiān)控的需求，但還并不適合裝在手機(jī)上，這是顯而易見的；其次是要建立穩(wěn)定的、成熟的“技術(shù)——產(chǎn)品——市場(chǎng)”生態(tài)鏈，牽涉到技術(shù)更新、硬件成本、產(chǎn)業(yè)配套和營(yíng)銷推廣等一系列問題，沒有一個(gè)環(huán)節(jié)是可以輕易解決的，可謂任重而道遠(yuǎn)。
不過，近期除數(shù)個(gè)城市安防系統(tǒng)采購(gòu)之外，據(jù)說國(guó)內(nèi)重點(diǎn)安防場(chǎng)所將會(huì)全面換裝陣列計(jì)算相機(jī)。
這讓我們有理由相信，雖然陣列計(jì)算相機(jī)還有很長(zhǎng)的路要走，但商業(yè)化已然開始，其浪潮勢(shì)不可擋。
