十億像素開(kāi)啟千億級市場(chǎng)，陣列計算相機商業(yè)化浪潮正撲面而來(lái)

陣列計算相機即將開(kāi)啟千億級市場(chǎng)。

2017年，11月3日。

這一天也許將來(lái)會(huì )被科學(xué)界尤其是AI人工智能產(chǎn)業(yè)界所銘記，因為它開(kāi)啟了一個(gè)全新的千億級市場(chǎng)；不過(guò)，似乎全世界億萬(wàn)的愛(ài)美女性更應該感謝它，因為它即將帶來(lái)新一輪的相機拍照技術(shù)革命。

這簡(jiǎn)直是個(gè)天大的好消息！

江蘇昆山陽(yáng)澄湖費爾蒙酒店，一樓。清華大學(xué)、昆山杜克大學(xué)、中科院西安光機所、上?？萍即髮W(xué)、昆山工業(yè)技術(shù)研究院、安科迪公司、美國Light公司、中興集團、復星集團、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。

而第三次相機技術(shù)的革命，也在這一天悄然來(lái)臨。繼膠卷相機和數碼單反相機之后，陣列計算相機技術(shù)正在向業(yè)界露出冰山一角。

其背后，是一個(gè)甚至數個(gè)千億級的市場(chǎng)。

相機技術(shù)發(fā)展：膠卷的“百萬(wàn)像素”和數碼的“千萬(wàn)像素”

世界上第一臺相機誕生于1826年。由法國人尼塞弗爾·尼埃普斯借助暗箱繪畫(huà)成像原理，“拍”出了世界上第一張永久性照片，它代表著(zhù)“攝影”的誕生。不過(guò)，并不能稱(chēng)為相機。

真正做出相機雛形的是法國人達蓋爾，他發(fā)明了利用感光成像原理制作的銀板相機。因此，達蓋爾的發(fā)明被公諸于世的1839年也被稱(chēng)為攝影技術(shù)的誕生之年。

1900年，美國柯達公司造出了世界上第一臺117膠卷相機，從此讓相機技術(shù)進(jìn)入了日新月異的高速發(fā)展時(shí)代。

從成像的基礎技術(shù)、核心要素來(lái)看，相機技術(shù)的膠卷時(shí)代和數碼單反時(shí)代，是其最為重要的兩次技術(shù)變革，被稱(chēng)為第一次技術(shù)革命和第二次技術(shù)革命。

從上世紀70年代開(kāi)始到世紀末的大概20年時(shí)間是屬于膠卷相機的時(shí)代，其中80年代絕對是其黃金時(shí)期。膠卷相機時(shí)代造就了一批巨頭企業(yè)，其中美國柯達公司、日本富士公司和德國的萊卡公司最為龐大。當然，還有中國的民族驕傲——樂(lè )凱膠卷。

作為第一次技術(shù)革命的膠卷相機有兩大顯著(zhù)特征，一個(gè)是其拍照的實(shí)現方式是“膠卷+鏡頭”，另一個(gè)是大部分的膠卷相機像素都集中在600-800萬(wàn)像素之間。因此，膠卷相機時(shí)代也被稱(chēng)為百萬(wàn)像素時(shí)代。

而作為第二次技術(shù)革命的數碼單反相機誕生于1975年，不過(guò)其真正壓倒性取代膠卷相機則是從1996年開(kāi)始，直到現在。

數碼單反相機，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”，而像素也達到了千萬(wàn)級別。（由于大家現在單反相機太過(guò)普及，因此本文也不再贅述。）

億級像素的陣列計算相機時(shí)代已來(lái)

陣列計算相機，被稱(chēng)為第三次相機技術(shù)的革命，它首次把光學(xué)技術(shù)和計算機技術(shù)結合在了一起。

陣列計算成像技術(shù)是光電子技術(shù)與計算機技術(shù)的完整組合。基于陣列計算成像平臺，可適應各種圖像捕獲的場(chǎng)景、遠距離、寬視角等多陣列組合，滿(mǎn)足不同應用場(chǎng)景的需求。

琢石投資創(chuàng )始合伙人鐘潛凱認為，陣列計算相機不僅可以看得更遠，大視場(chǎng)角、遠距離；還可以看得更清晰，億級像素，超高清；此外，它可以全局細節實(shí)時(shí)記錄，帶來(lái)數據獲取量的提升，為AI應用結合提供數據基礎。

區別于膠卷相機和數碼相機的是，陣列計算相機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)，其次是拍攝像素達到了億級、甚至十億級，并在將來(lái)會(huì )更高，第三是創(chuàng )造性的利用以GPU為核心的計算平臺實(shí)現對圖像的處理、壓縮、計時(shí)和拼接。

作為國內第一家陣列計算相機的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)公司，上海安科迪公司CEO王惠東說(shuō)：“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光學(xué)的局限。光學(xué)沒(méi)辦法長(cháng)焦聚集對焦一個(gè)點(diǎn)，如果想要看更多更遠視角的東西并記錄下來(lái)，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)現了多焦點(diǎn)、多平面、多視角的視覺(jué)取景，用鏡頭獲得不同的圖像數據。

“第二是獲得數據之后，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(guò)程稱(chēng)為Computional image techonolgy計算機成像技術(shù)。”

因此，很有可能出現的情形就是，人們已經(jīng)習慣的數碼相機的概念今后將會(huì )變成計算相機的概念。這是一個(gè)根本性的變革。

可以預見(jiàn)的是，當相機技術(shù)和計算機技術(shù)結合以后，整個(gè)成像能力將會(huì )被無(wú)限放大。從千萬(wàn)級像素到億級像素、十億級像素，在概念上沒(méi)有了局限。只要硬件跟得上，就可以實(shí)現。

值得注意的是，陣列式計算相機的億級像素和普通數碼相機的大像素截然不同。

目前傳統數碼相機也可以實(shí)現超級像素，瑞士SeitzPhototechnik AG公司的Roundshot D3 神級相機，采用24mm鏡頭可達1.42億像素；采用80mm的鏡頭時(shí)像素可達4.7億；采用250mm鏡頭時(shí)，像素則可達14.8億。

不過(guò)，這些都是用一個(gè)或幾個(gè)相機同時(shí)拍攝，拍完之后再用軟件拼接成一個(gè)大圖像，除像素超級龐大之外，實(shí)用價(jià)值并不凸顯。

而陣列計算相機是用一組陣列式、多個(gè)鏡頭拍攝即時(shí)圖像，獲得億級以上數據并同步實(shí)現圖像處理，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)的億級像素的圖像數據。

這些遠遠超出目前所有單鏡頭相機的、數以?xún)|計的圖像數據在以大數據為支撐的AI人工智能產(chǎn)業(yè)中的價(jià)值將是難以估量的。

陣列計算相機即將開(kāi)啟千億級市場(chǎng)

基于陣列計算相機可供分析的億級、十億級別的龐大圖像數據，其在幾乎所有的AI領(lǐng)域都將會(huì )迎來(lái)最大限度的利用。

長(cháng)期從事醫學(xué)RUSH顯紅鏡研究的清華大學(xué)教授范靜濤說(shuō)：“由于大視角和高分辨率的反比作用，未來(lái)的趨勢是必須放棄孔徑成像，而改用陣列相機，建立照相機陣列。”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(guò)光子技術(shù)與斷層技術(shù)對這些相機拍攝的畫(huà)面進(jìn)行融合。今后，陣列計算相機將在大腦成像領(lǐng)域成為首選。

不過(guò)，陣列計算相機的市場(chǎng)遠不止于此。計算機視覺(jué)、人臉識別、智能手機、無(wú)人駕駛、視頻直播、三維建模、監控安防......每一個(gè)都是百億甚至千億級的市場(chǎng)。

計算機視覺(jué)、人臉識別、安防和智能手機是陣列計算相機最為直接和徹底的應用場(chǎng)景。

第一，計算機視覺(jué)和人臉識別領(lǐng)域。眼睛對于人類(lèi)的作用，眾所周知。而作為計算機和所有一切智能設備的眼睛，相機的重要性也是不言而喻。在計算機視覺(jué)市場(chǎng)前景上，據American Imaging Association預測，2015 年全球計算機視覺(jué)市場(chǎng)規模約 42 億美元，2016年為45億美元，而2017年將達到50億美元左右；

而在金融領(lǐng)域實(shí)現大規模商業(yè)化的人臉識別的市場(chǎng)前景亦是誘人，據云從科技創(chuàng )始人周曦預測，“未來(lái)五年（2022年）之內，國內人臉識別的市場(chǎng)規?？赡軐⑦_到 1000 億元。”

第二，無(wú)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)布的一份報告預計，無(wú)人駕駛汽車(chē)市場(chǎng)的規模將在2050年前達到7萬(wàn)億美元。在這個(gè)萬(wàn)億級別的市場(chǎng)中，為車(chē)輛提供導航和場(chǎng)景識別的車(chē)載相機，其所占的份額似乎并不難以想象。

第三，安防領(lǐng)域。據不完全統計，我國三線(xiàn)城市的攝像頭數量在在2-5萬(wàn)左右，二線(xiàn)城市在5-10萬(wàn)，而攝像頭密度最高的北京市每千人的攝像頭數量59個(gè)，總數量在12萬(wàn)以上。2011-2016國內的安防市場(chǎng)已經(jīng)連續5年保持2位數增長(cháng)，其中2016年我國整個(gè)安防市場(chǎng)規模達到5000億以上，而安防設備市場(chǎng)產(chǎn)值大約在1900億元人民幣。

著(zhù)名圖像技術(shù)專(zhuān)家、安科迪CTO范柘博士認為，未來(lái)的安防方向，相機像素一定是億級的，首要的是要做精百米級的人臉識別清晰度（這對于人臉識別公司來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的）。而在高精攝像的三大要素（算法、數據和相機）中，其中拼算法的時(shí)代已經(jīng)過(guò)去了，拼數據已經(jīng)有BAT入局，難度極大，因此拼相機是最可行的。

第四，智能手機領(lǐng)域。Light公司創(chuàng )始人&CEO Rajiv laroia說(shuō)：“隨著(zhù)智能手機的普及，全球有約1.5億的攝影師，捕捉生活成為了競爭性運動(dòng)。但這些相機拍攝的照片質(zhì)量不高。而解決問(wèn)題的辦法就是，使用綜合了手機的便攜性和單反相機高清晰的陣列相機，讓大家不再受限制，隨身攜帶就可以拍攝高質(zhì)量照片。”

2016年全球智能手機保有量首次超過(guò)20億臺，而據調研公司IHS Markit預測，到2020年全球智能手機保有量甚至將達到60億臺。

正如安科迪CEO王惠東所說(shuō)的那樣，“這其中，隨便拎出一個(gè)都是千億級的市場(chǎng)。”

總結：雖然還有很長(cháng)的路要走，但商業(yè)化浪潮已勢不可擋

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(guò)程必然是漫長(cháng)的、拉鋸式的、充滿(mǎn)不確定性的。對于相機技術(shù)來(lái)說(shuō)，也同樣如此。

擺在陣列計算相機技術(shù)面前的問(wèn)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(shuō)適應安防監控的需求，但還并不適合裝在手機上，這是顯而易見(jiàn)的；其次是要建立穩定的、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(xiāo)推廣等一系列問(wèn)題，沒(méi)有一個(gè)環(huán)節是可以輕易解決的，可謂任重而道遠。

不過(guò)，近期除數個(gè)城市安防系統采購之外，據說(shuō)國內重點(diǎn)安防場(chǎng)所將會(huì )全面換裝陣列計算相機。

這讓我們有理由相信，雖然陣列計算相機還有很長(cháng)的路要走，但商業(yè)化已然開(kāi)始，其浪潮勢不可擋。

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