ADAS準(zhǔn)備好迎接顛覆性變革？

　　隨著產(chǎn)業(yè)從攝影年代朝向機(jī)器感知，Chronocam如果能在其事件驅(qū)動型電腦視覺技術(shù)取得成功，將可能顛覆目前用于汽車、無人機(jī)和機(jī)器人的傳統(tǒng)CMOS影像感知技術(shù)…

　　就在《EE Times》拜訪總部位于巴黎的新創(chuàng)公司Chronocam，打算就其研發(fā)中的事件驅(qū)動型電腦視覺技術(shù)進(jìn)行采訪之際，恰好傳來了英特爾宣布收購Mobileye的消息，當(dāng)時整個公司都為之感到震驚。

　　才剛與這間新創(chuàng)公司的執(zhí)行長談話后沒多久，就聽聞這個大消息。記者關(guān)上了她的筆電，走出會議室去參觀公司。Chronocam執(zhí)行長Luca Verre忽然出現(xiàn)，并盯著他的智慧型手機(jī)，冷靜但語氣中仍不免透露出些許驚訝的語氣，他說：“英特爾剛花了150億美元并購了Mobileye。”

　　再說一遍?記者自己也嚇到。

　　英特爾和Mobileye為電腦與視覺芯片業(yè)界的兩大巨擘，此次并購將為汽車市場帶來深遠(yuǎn)的影響。但是對于像Chronocam這樣的新創(chuàng)公司會造成什么影響呢?

　　盡管這位執(zhí)行長從未將Mobileye視為競爭對手，但Chronocam的技術(shù)如果成功，將可能推翻目前在汽車、無人機(jī)和機(jī)器人中所使用的傳統(tǒng)CMOS影像感知技術(shù)與影像處理演算法。

　　這間新創(chuàng)公司的傳感器技術(shù)不僅提供人類使用，也適用于機(jī)器感知和偵測，因而將徹底改變當(dāng)今的CMOS影像傳感器市場。

　　Chronocam的事件驅(qū)動型傳感器仍屬于相當(dāng)新的產(chǎn)品，尚未被應(yīng)用于任何商用車輛、無人機(jī)或機(jī)器人市場。

　　影像/感知市場的專家們認(rèn)為，Chronocam正處于影像和感知市場的十字路口。在影像傳感器未來十五年的發(fā)展上，Yole Developpement的影像處理部門負(fù)責(zé)人Pierre Cambou認(rèn)為，隨著產(chǎn)業(yè)從攝影的年代朝向機(jī)器感知，Chronocam的技術(shù)將成為許多顛覆性技術(shù)中的其中一項。

　　Chronocam的故事很耐人尋味——甚至是在火熱的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)/自動駕駛車市場中，競爭越來越激烈，大型企業(yè)正開始進(jìn)行整并。

　　面對英特爾和Mobileye這兩大業(yè)界巨擘的超級組合，Chronocam是否會做出適當(dāng)?shù)囊驊?yīng)?

　　英特爾/Mobileye的并購交易是否會影響到Chronocam進(jìn)入汽車傳感器市場的計劃?有可能是這樣。但是，Chronocam執(zhí)行長兼聯(lián)合創(chuàng)始人Luca Verre仍然保持樂觀態(tài)度。

　　Chronocam與英特爾和Mobileye這兩家公司(延伸來說還有Nvidia、NXP/Qualcomm等)都在追求同樣的目標(biāo)：使其自動駕駛機(jī)器達(dá)到近乎即時感知、偵測和分析大量數(shù)據(jù)的功能，讓汽車碰到任何緊急危險時能立即應(yīng)變。

　　Chronocam在芯片業(yè)界并非大廠，但這間新創(chuàng)公司并不氣餒。以下為原因。

　　數(shù)據(jù)擷取與數(shù)據(jù)處理

　　正如Verre的解釋，大型GPU/CPU公司仍試圖找出最佳方式，更準(zhǔn)確、更快速地處理收集到的大量數(shù)據(jù)。Verre說：“相形之下，我們的重點不在于處理方面，而在數(shù)據(jù)的擷取。”

　　Chronocam的傳感器技術(shù)專用于擷取簡化的數(shù)據(jù)，并提供不同機(jī)器所需的數(shù)據(jù)，如此大量簡化過的數(shù)據(jù)，能讓汽車達(dá)到近乎即時決策的能力。

　　Verre猜測英特爾與Mobileye的合并將加劇處理器市場上的競爭，最后會將較為弱勢的業(yè)者趕出市場。

　　然而，Verre相信在市場調(diào)整之后，將會留下數(shù)據(jù)擷取的公司如Chronocam。他說：“這是我對短期的看法。”長期看來，Verre猜測，在處理器領(lǐng)域中，最終將從關(guān)注于更有效的替代性數(shù)據(jù)擷取方案開始，以減少傳感器收集的數(shù)據(jù)量。

　　領(lǐng)先群雄

　　電子產(chǎn)業(yè)中只有少數(shù)公司正進(jìn)入機(jī)器感知領(lǐng)域，而Chronocam則是領(lǐng)先者。該公司的技術(shù)已經(jīng)脫離實驗室階段，即將進(jìn)入商用市場。

　　這家法國新創(chuàng)公司開發(fā)了一種事件驅(qū)動的電腦視覺技術(shù)，可以擷取視線內(nèi)發(fā)生的事件數(shù)據(jù)，而非人為建立靜態(tài)影像(frames)的影像數(shù)據(jù)。去年十月，Chronocam從雷諾汽車(Renault)、博世創(chuàng)投(Robert Bosch Venture Capital)、英特爾等五家投資公司募集了1,500萬美元的第二輪資金。

　　同一領(lǐng)域中的其他參與者包括位于蘇黎世的iniLabs，為瑞士學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的分支機(jī)構(gòu)，其任務(wù)是推廣神經(jīng)形態(tài)工程技術(shù)。三星(Samsung)也在上個月的ISSCC中首次談到該公司的事件驅(qū)動型視覺傳感器。

　　《EE Times》在一年前采訪了Chronocam，如今再度來到巴黎專訪該公司執(zhí)行長Verre。我們問他Chronocam在市場上的定位(有任何變化?)、正在開發(fā)機(jī)器視覺市場的哪些部份，以及如何看待這塊新興市場。

　　技術(shù)概述

　　在聊到Chronocam的發(fā)展之前，先簡單介紹該公司的事件驅(qū)動型傳感器如何運作。我們來看Chronocam的共同創(chuàng)辦人兼技術(shù)執(zhí)長Christoph Posch在一年前的談話內(nèi)容。

　　這些事件驅(qū)動型元件當(dāng)初的設(shè)計并非用來擷取一系列的快照，也不用于處理靜態(tài)影像。相反地，它們從一系列的自動畫素中產(chǎn)生時間連續(xù)的資訊流，每個畫素獨立地調(diào)整數(shù)據(jù)擷取過程與接收到的視覺輸入。因此，這些傳感器可以避免數(shù)據(jù)重復(fù)存放——這是一般影像傳感器常碰到的問題。非同步畫素電路(asynchronous CMOS pixel circuit)以非常高的時間解析度擷取場景動態(tài)，并且在動態(tài)范圍內(nèi)擷取數(shù)據(jù)。

　　屏幕上顯示的是Chronocam傳感器所擷取的手部動作

　　市場挑戰(zhàn)

　　對于任何一種新技術(shù)的發(fā)明者來說，即使市場上產(chǎn)生一點點的變革都令人振奮。然而，這個事件并未因此激勵人心，反而在傳統(tǒng)影像傳感器業(yè)界引起一陣騷動。

　　由于碰到了阻礙，如果還想說服別人加入這個以往沒有任何人碰過的領(lǐng)域并不容易，而要說服別人加入并參與變革和建立生態(tài)體系(eco-system)，更不是膽怯軟弱的人能做到的。然而，Chronocam執(zhí)行長Verre仍不屈不撓。

　　Verre表示他正盡可能地使公司加速成長中，同時在復(fù)雜的機(jī)器視覺市場中尋找正確方向并在必要時調(diào)整策略。

　　但是問題來了。

　　如今，Chronocam將以其顛覆性技術(shù)進(jìn)軍ADAS市場，可能令人感到疑惑。難道產(chǎn)業(yè)中沒有其他公司——尤其是像Mobileye這樣的公司—已經(jīng)在解決ADAS領(lǐng)域中大多數(shù)的技術(shù)問題?汽車原始設(shè)備制造商(OEM)或一線業(yè)者能否看到Chronocam提供其他公司所沒有的服務(wù)?如果有的話，又具有何種價值?

　　有什么價值?

　　首先，Verre解釋：“我們并非僅提供所謂的影像，而是提供給機(jī)器使用的視覺資料。”

　　他提到Chronocam事件驅(qū)動型(event-driven)傳感器的三個主要優(yōu)點：“可產(chǎn)生較少的資料量，能夠達(dá)到更快的反應(yīng)時間，并且可在更寬廣的動態(tài)范圍中運作。”

　　相較于傳統(tǒng)影像傳感器使用許多重復(fù)的靜態(tài)影像而較為耗能，Chronocam的不同點在于其以事件驅(qū)動型的電腦視覺技術(shù)只擷取一個場景中因動作而產(chǎn)生的局部畫素級變化。

　　Verre表示：“減少資料量相當(dāng)重要，因為我們無法讓頻寬超載。即使是非常少的資料量也會對ADAS應(yīng)用所需的資源量和成本造成相當(dāng)?shù)挠绊?。此外，這一技術(shù)還能讓機(jī)器即時處理資料。”

　　采用該公司電腦視覺傳感器的另一個強(qiáng)項表現(xiàn)在其動態(tài)范圍。

　　事件驅(qū)動型電腦視覺技術(shù)不受光線條件影響，無論明亮或暗處，皆可擷取視覺資料。Verre說：“在如此寬廣的動態(tài)范圍內(nèi)擷取高品質(zhì)時間資料的過程就是一個極大的優(yōu)勢。”他解釋說，與動態(tài)范圍在80到100dB之間的傳統(tǒng)影像傳感器相比，Chronocam的技術(shù)可提供120到140dB的動態(tài)范圍。

　　然而，Chronocam的市場定位明顯地轉(zhuǎn)移至某一個方向。但Chronocam相信，在進(jìn)入ADAS/自動駕駛車市場時，并不至于與現(xiàn)有CMOS影像傳感器供應(yīng)商社群發(fā)生沖突。

　　與一年前所聽到不同的是，Chronocam如今開始將其技術(shù)運用在幾種提升ADAS/自動駕駛車安全性所需要的傳感器中。

　　事實是目前的CMOS攝影機(jī)在車用市場的基礎(chǔ)穩(wěn)固。如下圖研究機(jī)構(gòu)Yole Developpement的圖表中所示，車用攝影機(jī)的需求正快速成長中。

　　除了采用多臺攝影機(jī)，具備ADAS功能的汽車也已經(jīng)布署了不同傳感器，例如雷達(dá)、光達(dá)(LiDAR)到超音波傳感器等。

　　Verre預(yù)期：“雷達(dá)可能會繼續(xù)存在，攝影機(jī)需要用來顯示資訊(提供駕駛使用)。但是當(dāng)加入Chronocam的事件驅(qū)動型傳感器，可提升其他傳感器的效能，并加快擷取資料的速度。”

　　Verre提到事件驅(qū)動型傳感器并不會擷取模糊的動作資料，運作時也并不受光線條件的影響。較高的時間資料能與其他傳感器共同運作。他提到Chronocam目前尚沒有合作伙伴，但其目標(biāo)在于與其他的傳感器合作伙伴共同建立一個以事件驅(qū)動型傳感器為中心的生態(tài)系統(tǒng)。

　　Chronocam的傳感器運用在車子時，舉例來說，能取代昂貴的光達(dá)系統(tǒng)，能夠使自動緊急煞車功能成為標(biāo)準(zhǔn)功能，并運用在非高價車上，因為這種事件驅(qū)動型傳感器并不需要大量的資料處理。

　　汽車OEM將會在現(xiàn)有組合中再增加一個(或多個)傳感器嗎?

　　深度學(xué)習(xí)?

　　那么深度學(xué)習(xí)(deep learning)又扮演什么角色?許多目前正在研發(fā)中的自動駕駛車開始采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)來處理大量收集到的感測資料。

　　如同Nvidia所表示，深度學(xué)習(xí)“仰賴強(qiáng)大運算能力的GPU、存取大量的資料，以及具備智慧演算法，為深度神經(jīng)網(wǎng)路處理復(fù)雜的問題。”例如，Nvidia的GPU可用在深度學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)與推論方面。

　　目前用于深度學(xué)習(xí)的資料集主要是以傳統(tǒng)CMOS影像傳感器所擷取的資料為主。如果Chronocam決定采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，該公司需要自行訓(xùn)練資料集——其方式就是透過事件驅(qū)動型的資料。

　　事件驅(qū)動型傳感器的基礎(chǔ)是神經(jīng)形態(tài)工程學(xué)。Verre表示，這對于Chronocam來說是可行的，并不需要拒絕，因為需要接受訓(xùn)練的資料量會變得更少。事件驅(qū)動型傳感器本質(zhì)上能夠非?？焖俚丶右苑磻?yīng)。他補(bǔ)充說：“Chronocam自己的人工智慧(AI)資料庫能完全配合處理事件驅(qū)動型資料，且預(yù)計今年底前將可完成。”

　　看好哪些市場應(yīng)用?

　　Chronocam已經(jīng)將目光瞄準(zhǔn)了三個市場：汽車、AR/VR和機(jī)器人。該公司最早準(zhǔn)備好打入的市場是機(jī)器人，預(yù)計在2018年推出產(chǎn)品。采用事件驅(qū)動型傳感器的機(jī)器人可在工廠的安全距離內(nèi)，監(jiān)控工人和協(xié)作型機(jī)器人(co-robot)的操作。

　　根據(jù)Verre所說，如果這類系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的影像傳感器，最小距離必須保持在40公分左右，因為擷取資料時所造成的延遲，會使得協(xié)作型機(jī)器人在更接近人類時造成危險。

　　相反地，他提到，采用Chronocam的傳感器，距離可縮短至3公分。Chronocam目前正與一家美國的機(jī)器人制造大廠合作，但Verre并未透露該公司的名稱。原型機(jī)預(yù)計將于今年中以前完成。

　　AR/VR是Chronocam下一個計劃進(jìn)入的市場，商用化產(chǎn)品預(yù)計于2019年上市，該公司的傳感器將用于AR/VR頭戴式裝置的眼動追蹤與視覺測距功能。

　　最后一個但也是最大的市場為車用市場，其合作伙伴包括Renault、Nissan，以及歐洲以外的汽車OEM與一線廠商。Verre示表，該公司的計劃是在2018年年底前推出原型產(chǎn)品，以便能在“2021年如期上市”。

　　對于任何新創(chuàng)公司來說，投入車用市場的技術(shù)研發(fā)過程相當(dāng)痛苦，因為它需要較長的產(chǎn)品開發(fā)周期，然而幸運的是，Chronocam的產(chǎn)品也可以應(yīng)用在其他市場，如機(jī)器人與AR/VR，在開發(fā)車用市場期間可以先在這兩個市場上有所發(fā)揮。

　　Verre預(yù)估，該公司將在2019年開始看到實際的營收，一年大約會有兩千萬美元的銷售額。

　　需要強(qiáng)大的晶圓代工伙伴

　　這家新創(chuàng)公司目前的首要任務(wù)是完成這三個市場的產(chǎn)品原型，證明這些產(chǎn)品能有效地運作，并且在每個市場建立合作伙伴關(guān)系。

　　一年前，Chronocam可能認(rèn)為提供第一層事件導(dǎo)向運算(軟體開發(fā)套件;SDK)的攝影機(jī)技術(shù)便足以說服客戶。但現(xiàn)在，Verre相信，Chronocam必須提供合作伙伴全面的垂直解決方案，若無法做到這點，Chronocam認(rèn)為其與眾不同的技術(shù)將永遠(yuǎn)不會被市場接受。

　　為了成功推出其事件驅(qū)動型的傳感器技術(shù)，Chronocam需要一家強(qiáng)大的晶圓代工合作伙伴。目前，該公司正使用標(biāo)準(zhǔn)的CMOS影像處理技術(shù)，制造具有VGA解析度的傳感器。Verre說：“但至少還必須提升到高畫質(zhì)(HD)的解析度。目標(biāo)是改采用晶背3D堆疊技術(shù)來生產(chǎn)畫素間距縮小至5微米的傳感器，相形之下，目前的傳感器約有15微米。”

　　一年前，Chronocam還只能從CEA Investment和Robert Bosch等創(chuàng)投業(yè)者中募得150萬歐元，而今，該公司已擁有1,500萬美元的資金，并正不斷地強(qiáng)化其工程團(tuán)隊。Verre的計劃是在今年底前擴(kuò)充到50人。