装上人工智能芯片 摄像头指哪看哪视力远超5.0

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小型人工智能视觉芯片能做什么?无人驾驶汽车主动识别并避免行人和摄像机实时识别逃犯.通过基于嵌入式人工智能视觉芯片的“解决方案”,这些电影和电视作品中的情节可能很快成为现实。

人工智能芯片被视为未来人工智能时代的战略制高点。在视觉感知领域,人工智能视觉芯片正逐渐应用于智能手机,安全监控,自动驾驶,医疗成像和智能制造领域。

可根据AI需求成像

在整个信息产业的发展过程中,从PC时代到移动互联网时代,承载高性能计算的芯片决定了新计算平台的基础设施和发展生态,并掌握着产业链的核心声音。

中国科学院院士张伟指出,传统的硬件架构难以满足人工智能时代的深度学习需求,新的算法需要新的硬件来支持它们。与此同时,芯片的结构将变得越来越像“大脑”,大脑般的芯片,智能芯片等将成为人工智能的发展方向。

“所谓的视觉芯片实际上是一个片上集成系统芯片,具有高速图像采集和实时图像处理功能。”中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室研究员吴南建表示,最近在北京对接会上举办的国家级自然科学基金会杰出成就吴南建带领研究团队展示了新的视觉芯片(视觉大脑如何控制眼睛?元智智库首席情报官谭志洲和图灵机器人首席战略官解释说,传统技术方法是定义一个通信控制界面,但这是非常的视觉应用中的复杂性。人眼的成像非常集中,只是为了看到什么是关注的问题。当AI算法解决了“看什么”的问题时,前端成像具有所有资源的目标分配给感兴趣的对象,以便“呼叫什么”,即取出噪声的过程,可以更有效地处理视觉信息和英特尔ligently。对图像的需求可以解决许多以前无法解决的问题。

“通常的处理方式是通过摄像机记录信息,将其传输到服务器或云端,并使用服务器上的图形卡进行计算。现在它将可视芯片嵌入到摄像头中,以便它可以处理信息本身并制作专用芯片。如果芯片批量生产,价格便宜得多,这将大大降低成本。这是当前技术突破的核心价值。“谭钰洲在接受“科技日报”采访时指出。

比人类视觉更具优势

在我们通常的印象中,视力正常的人可以快速,轻松地感知世界,甚至可以详细感知整个视觉场景;但实际上这只是一种幻觉。

“人类生理视觉有其自然局限性。只有通过投射到眼睛中心视觉场景的中间部分,我们才能清楚地看到它。与人眼相比,嵌入可视芯片的机器将具有相当大的优势,因为它们可以感知更宽的范围。光谱范围,清晰度更高,视角更宽,视野远远超过5.0,夜间可以清晰看到。就像AlphaGo击败'Go genius'一样,在某些应用场景中,它的视觉准确,客观,稳定等方面比人类视觉更具优势。“谭钰洲指出。

吴南建表示,目前,国内外人工视觉芯片领域的研究主要是CMOS图像传感器芯片技术,并行图像处理技术和CMOS集成技术。在CMOS图像传感器领域,国际技术水平正朝着高分辨率,宽动态范围,高帧率,高智能,宽波长范围和三维成像的方向发展。人工视觉系统芯片可以执行图像采集和初级(图像滤波),中间(特征提取),高级(特征识别和不规则处理)三个图像处理步骤。

“视觉芯片的关键是解决操作效率和处理3D图像这两个问题。过去视觉芯片处理信号面临的最大问题是处理速度太低,摄取的照片被压缩了“进入三维世界。在平面上的二维图像无法分辨物体之间的距离,三维空间的形状,空间位置等,人眼可以恢复它。”谭钰洲说。

记者了解到,新型人工智能视觉系统芯片将高速CMOS图像传感器,并行信号处理单元和输出电路集成到单个芯片中,实现实时可视化芯片系统。在一个芯片上集成不同的功能技术具有许多优点,实现了图像采集和图像信息处理系统每秒一千帧的速度,可广泛应用于高速图像处理,快速图像识别和解释,实时跟踪高速移动目标等领域。

谭伟洲指出:“目前,中国科学院设计的新视觉系统芯片概念非常先进,模仿人类视网膜神经元的机制,对信号处理敏感,拾取有用的信号进行处理,大大减少了计算量。“

未来市场空间巨大

“在我看来,视觉系统芯片将成为必然趋势。就像手机和相机的结合一样,目前的技术已经突破了低填充率,低分辨率和严重信号干扰的问题。转换和启动市场只是时间问题。“吴南建说。

记者了解到,目前基于这项技术的成品已经在一些创新型企业中尝试过。例如,在工业产品的自动检测领域中,可以使用视觉系统芯片代替手动检测。在智能监控领域,过去需要安装可视化处理芯片。在传感器技术的摄像机上,数据传输和计算以复杂的方式完成,将数据结构化和重新压缩到数据中心。

那么,如果未来视觉系统芯片工业化,其市场空间有多大?据预测,2018年,图像传感器的市场规模约为150亿美元。虽然120亿美元属于智能手机领域,但未来发展迅速的四个领域是安全,国防,汽车和医疗保健。到2021年,它将迎来40亿美元的市场空间,年增长率约为10%-20%。

“对视觉处理器的需求将增长得更快。目前市场规模(包括硬件,软件和服务)在170亿美元到180亿美元之间,仅硬件就占30亿美元左右。如果视觉系统是芯片可以覆盖70亿美元的市场规模。如果公司中间获得1%的利润,那么利润率已经非常大。“吴南建指出。

近年来,国内外一些新的人工智能企业依靠人工智能技术和算法的优势,渗透到芯片产业,加强人工智能芯片基层的研发。从市场结构的角度看,它已发展成为一个相对独立,相互依存的产业生态。在前端,索尼是图像传感器市场,生产和技术的领导者,其次是三星和豪威科技也保持着良好的竞争优势;在后端,Mobileye和NVIDIA正在提供可视化处理芯片。主要制造商,中国这一领域的公司都有视野。

然而,截至目前,还没有企业实现大规模生产“图像传感器+视觉处理器”集成芯片。无论是当前的创业公司还是已经在市场上占有一定份额的大公司,它都不是图像传感器,而是后端视觉处理器。正如吴南建所说,这将为初创企业带来机遇。 (科技日报记者华凌)

李强强,高红霞)

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