十億像素開啟千億級市場，陣列計算相機商業化浪潮正撲面而來

陣列計算相機即將開啟千億級市場。

2017年，11月3日。

這一天也許將來會被科學界尤其是AI人工智能產業界所銘記，因為它開啟了一個全新的千億級市場；不過，似乎全世界億萬的愛美女性更應該感謝它，因為它即將帶來新一輪的相機拍照技術革命。

這簡直是個天大的好消息！

江蘇昆山陽澄湖費爾蒙酒店，一樓。清華大學、昆山杜克大學、中科院西安光機所、上?？萍即髮W、昆山工業技術研究院、安科迪公司、美國Light公司、中興集團、復星集團、中科創星、琢石投資、久有投資......學術界、產業界、投資界，全部到齊。

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

其背后，是一個甚至數個千億級的市場。

相機技術發展：膠卷的“百萬像素”和數碼的“千萬像素”

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。

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

1900年，美國柯達公司造出了世界上第一臺117膠卷相機，從此讓相機技術進入了日新月異的高速發展時代。

從成像的基礎技術、核心要素來看，相機技術的膠卷時代和數碼單反時代，是其最為重要的兩次技術變革，被稱為第一次技術革命和第二次技術革命。

從上世紀70年代開始到世紀末的大概20年時間是屬于膠卷相機的時代，其中80年代絕對是其黃金時期。膠卷相機時代造就了一批巨頭企業，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——樂凱膠卷。

作為第一次技術革命的膠卷相機有兩大顯著特征，一個是其拍照的實現方式是“膠卷+鏡頭”，另一個是大部分的膠卷相機像素都集中在600-800萬像素之間。因此，膠卷相機時代也被稱為百萬像素時代。

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

數碼單反相機，用光學傳感器取代了膠卷，其拍照方式也變更為“傳感器+鏡頭”，而像素也達到了千萬級別。（由于大家現在單反相機太過普及，因此本文也不再贅述。）

億級像素的陣列計算相機時代已來

陣列計算相機，被稱為第三次相機技術的革命，它首次把光學技術和計算機技術結合在了一起。

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

琢石投資創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，它可以全局細節實時記錄，帶來數據獲取量的提升，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，其次是拍攝像素達到了億級、甚至十億級，并在將來會更高，第三是創造性的利用以GPU為核心的計算平臺實現對圖像的處理、壓縮、計時和拼接。

作為國內第一家陣列計算相機的技術研發和產品開發公司，上海安科迪公司CEO王惠東說：“第三代從要素上講發生了幾個重要變化。第一，鏡頭還在但不是一個鏡頭了，而是一組鏡頭。這一組鏡頭的作用就是克服了傳統光學的局限。光學沒辦法長焦聚集對焦一個點，如果想要看更多更遠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，實現了多焦點、多平面、多視角的視覺取景，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進行整個圖片和視頻的格式化，從而還原一個和你感受到的生活場景一樣的真實的圖像環境。這個就是下一代核心技術的變化。我們把這個過程稱為Computional image techonolgy計算機成像技術。”

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

可以預見的是，當相機技術和計算機技術結合以后，整個成像能力將會被無限放大。從千萬級像素到億級像素、十億級像素，在概念上沒有了局限。只要硬件跟得上，就可以實現。

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的鏡頭時像素可達4.7億；采用250mm鏡頭時，像素則可達14.8億。

不過，這些都是用一個或幾個相機同時拍攝，拍完之后再用軟件拼接成一個大圖像，除像素超級龐大之外，實用價值并不凸顯。

而陣列計算相機是用一組陣列式、多個鏡頭拍攝即時圖像，獲得億級以上數據并同步實現圖像處理，還原出最為貼近真實場景的圖像，拍攝之后，得到的是一個動態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、數以億計的圖像數據在以大數據為支撐的AI人工智能產業中的價值將是難以估量的。

陣列計算相機即將開啟千億級市場

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領域都將會迎來最大限度的利用。

長期從事醫學RUSH顯紅鏡研究的清華大學教授范靜濤說：“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個鏡頭，每個分辨率為1.5億像素，通過光子技術與斷層技術對這些相機拍攝的畫面進行融合。今后，陣列計算相機將在大腦成像領域成為首選。

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

計算機視覺、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景。

第一，計算機視覺和人臉識別領域。眼睛對于人類的作用，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。在計算機視覺市場前景上，據American Imaging Association預測，2015 年全球計算機視覺市場規模約 42 億美元，2016年為45億美元，而2017年將達到50億美元左右；

而在金融領域實現大規模商業化的人臉識別的市場前景亦是誘人，據云從科技創始人周曦預測，“未來五年（2022年）之內，國內人臉識別的市場規?？赡軐⑦_到 1000 億元。”

第二，無人駕駛領域。今年7月，英特爾（Intel）與研究公司Strategy Analytics聯合發布的一份報告預計，無人駕駛汽車市場的規模將在2050年前達到7萬億美元。在這個萬億級別的市場中，為車輛提供導航和場景識別的車載相機，其所占的份額似乎并不難以想象。

第三，安防領域。據不完全統計，我國三線城市的攝像頭數量在在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量59個，總數量在12萬以上。2011-2016國內的安防市場已經連續5年保持2位數增長，其中2016年我國整個安防市場規模達到5000億以上，而安防設備市場產值大約在1900億元人民幣。

著名圖像技術專家、安科迪CTO范柘博士認為，未來的安防方向，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說是至關重要的）。而在高精攝像的三大要素（算法、數據和相機）中，其中拼算法的時代已經過去了，拼數據已經有BAT入局，難度極大，因此拼相機是最可行的。

第四，智能手機領域。Light公司創始人&CEO Rajiv laroia說：“隨著智能手機的普及，全球有約1.5億的攝影師，捕捉生活成為了競爭性運動。但這些相機拍攝的照片質量不高。而解決問題的辦法就是，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量照片。”

2016年全球智能手機保有量首次超過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王惠東所說的那樣，“這其中，隨便拎出一個都是千億級的市場。”

總結：雖然還有很長的路要走，但商業化浪潮已勢不可擋

任何新舊技術的交替，雖然新技術最終會全面勝出并成為市場主流，但其過程必然是漫長的、拉鋸式的、充滿不確定性的。對于相機技術來說，也同樣如此。

擺在陣列計算相機技術面前的問題，首先是產品硬件的小型化和便攜化，碩大的攝像頭（目前安科迪的產品尺寸為：280L*320W*140H）雖說適應安防監控的需求，但還并不適合裝在手機上，這是顯而易見的；其次是要建立穩定的、成熟的“技術——產品——市場”生態鏈，牽涉到技術更新、硬件成本、產業配套和營銷推廣等一系列問題，沒有一個環節是可以輕易解決的，可謂任重而道遠。

不過，近期除數個城市安防系統采購之外，據說國內重點安防場所將會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的路要走，但商業化已然開始，其浪潮勢不可擋。

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