ADAS準備好迎接顛覆性變革？

　　隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)從攝影年代朝向機器感知，Chronocam如果能在其事件驅動(dòng)型電腦視覺(jué)技術(shù)取得成功，將可能顛覆目前用于汽車(chē)、無(wú)人機和機器人的傳統CMOS影像感知技術(shù)…

　　就在《EE Times》拜訪(fǎng)總部位于巴黎的新創(chuàng )公司Chronocam，打算就其研發(fā)中的事件驅動(dòng)型電腦視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行采訪(fǎng)之際，恰好傳來(lái)了英特爾宣布收購Mobileye的消息，當時(shí)整個(gè)公司都為之感到震驚。

　　才剛與這間新創(chuàng )公司的執行長(cháng)談話(huà)后沒(méi)多久，就聽(tīng)聞這個(gè)大消息。記者關(guān)上了她的筆電，走出會(huì )議室去參觀(guān)公司。Chronocam執行長(cháng)Luca Verre忽然出現，并盯著(zhù)他的智慧型手機，冷靜但語(yǔ)氣中仍不免透露出些許驚訝的語(yǔ)氣，他說(shuō)：“英特爾剛花了150億美元并購了Mobileye。”

　　再說(shuō)一遍?記者自己也嚇到。

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

　　盡管這位執行長(cháng)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(chē)、無(wú)人機和機器人中所使用的傳統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(lèi)使用，也適用于機器感知和偵測，因而將徹底改變當今的CMOS影像傳感器市場(chǎng)。

　　Chronocam的事件驅動(dòng)型傳感器仍屬于相當新的產(chǎn)品，尚未被應用于任何商用車(chē)輛、無(wú)人機或機器人市場(chǎng)。

　　影像/感知市場(chǎng)的專(zhuān)家們認為，Chronocam正處于影像和感知市場(chǎng)的十字路口。在影像傳感器未來(lái)十五年的發(fā)展上，Yole Developpement的影像處理部門(mén)負責人Pierre Cambou認為，隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)從攝影的年代朝向機器感知，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(ADAS)/自動(dòng)駕駛車(chē)市場(chǎng)中，競爭越來(lái)越激烈，大型企業(yè)正開(kāi)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(huì )做出適當的因應?

　　英特爾/Mobileye的并購交易是否會(huì )影響到Chronocam進(jìn)入汽車(chē)傳感器市場(chǎng)的計劃?有可能是這樣。但是，Chronocam執行長(cháng)兼聯(lián)合創(chuàng )始人Luca Verre仍然保持樂(lè )觀(guān)態(tài)度。

　　Chronocam與英特爾和Mobileye這兩家公司(延伸來(lái)說(shuō)還有Nvidia、NXP/Qualcomm等)都在追求同樣的目標：使其自動(dòng)駕駛機器達到近乎即時(shí)感知、偵測和分析大量數據的功能，讓汽車(chē)碰到任何緊急危險時(shí)能立即應變。

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

　　數據擷取與數據處理

　　正如Verre的解釋?zhuān)笮虶PU/CPU公司仍試圖找出最佳方式，更準確、更快速地處理收集到的大量數據。Verre說(shuō)：“相形之下，我們的重點(diǎn)不在于處理方面，而在數據的擷取。”

　　Chronocam的傳感器技術(shù)專(zhuān)用于擷取簡(jiǎn)化的數據，并提供不同機器所需的數據，如此大量簡(jiǎn)化過(guò)的數據，能讓汽車(chē)達到近乎即時(shí)決策的能力。

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

　　然而，Verre相信在市場(chǎng)調整之后，將會(huì )留下數據擷取的公司如Chronocam。他說(shuō)：“這是我對短期的看法。”長(cháng)期看來(lái)，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據擷取方案開(kāi)始，以減少傳感器收集的數據量。

　　領(lǐng)先群雄

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

　　這家法國新創(chuàng )公司開(kāi)發(fā)了一種事件驅動(dòng)的電腦視覺(jué)技術(shù)，可以擷取視線(xiàn)內發(fā)生的事件數據，而非人為建立靜態(tài)影像(frames)的影像數據。去年十月，Chronocam從雷諾汽車(chē)(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(wàn)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)機構的分支機構，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(gè)月的ISSCC中首次談到該公司的事件驅動(dòng)型視覺(jué)傳感器。

　　《EE Times》在一年前采訪(fǎng)了Chronocam，如今再度來(lái)到巴黎專(zhuān)訪(fǎng)該公司執行長(cháng)Verre。我們問(wèn)他Chronocam在市場(chǎng)上的定位(有任何變化?)、正在開(kāi)發(fā)機器視覺(jué)市場(chǎng)的哪些部份，以及如何看待這塊新興市場(chǎng)。

　　技術(shù)概述

　　在聊到Chronocam的發(fā)展之前，先簡(jiǎn)單介紹該公司的事件驅動(dòng)型傳感器如何運作。我們來(lái)看Chronocam的共同創(chuàng )辦人兼技術(shù)執長(cháng)Christoph Posch在一年前的談話(huà)內容。

　　這些事件驅動(dòng)型元件當初的設計并非用來(lái)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(dòng)畫(huà)素中產(chǎn)生時(shí)間連續的資訊流，每個(gè)畫(huà)素獨立地調整數據擷取過(guò)程與接收到的視覺(jué)輸入。因此，這些傳感器可以避免數據重復存放——這是一般影像傳感器常碰到的問(wèn)題。非同步畫(huà)素電路(asynchronous CMOS pixel circuit)以非常高的時(shí)間解析度擷取場(chǎng)景動(dòng)態(tài)，并且在動(dòng)態(tài)范圍內擷取數據。

　　屏幕上顯示的是Chronocam傳感器所擷取的手部動(dòng)作

　　市場(chǎng)挑戰

　　對于任何一種新技術(shù)的發(fā)明者來(lái)說(shuō)，即使市場(chǎng)上產(chǎn)生一點(diǎn)點(diǎn)的變革都令人振奮。然而，這個(gè)事件并未因此激勵人心，反而在傳統影像傳感器業(yè)界引起一陣騷動(dòng)。

　　由于碰到了阻礙，如果還想說(shuō)服別人加入這個(gè)以往沒(méi)有任何人碰過(guò)的領(lǐng)域并不容易，而要說(shuō)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執行長(cháng)Verre仍不屈不撓。

　　Verre表示他正盡可能地使公司加速成長(cháng)中，同時(shí)在復雜的機器視覺(jué)市場(chǎng)中尋找正確方向并在必要時(shí)調整策略。

　　但是問(wèn)題來(lái)了。

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

　　有什么價(jià)值?

　　首先，Verre解釋?zhuān)?ldquo;我們并非僅提供所謂的影像，而是提供給機器使用的視覺(jué)資料。”

　　他提到Chronocam事件驅動(dòng)型(event-driven)傳感器的三個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：“可產(chǎn)生較少的資料量，能夠達到更快的反應時(shí)間，并且可在更寬廣的動(dòng)態(tài)范圍中運作。”

　　相較于傳統影像傳感器使用許多重復的靜態(tài)影像而較為耗能，Chronocam的不同點(diǎn)在于其以事件驅動(dòng)型的電腦視覺(jué)技術(shù)只擷取一個(gè)場(chǎng)景中因動(dòng)作而產(chǎn)生的局部畫(huà)素級變化。

　　Verre表示：“減少資料量相當重要，因為我們無(wú)法讓頻寬超載。即使是非常少的資料量也會(huì )對ADAS應用所需的資源量和成本造成相當的影響。此外，這一技術(shù)還能讓機器即時(shí)處理資料。”

　　采用該公司電腦視覺(jué)傳感器的另一個(gè)強項表現在其動(dòng)態(tài)范圍。

　　事件驅動(dòng)型電腦視覺(jué)技術(shù)不受光線(xiàn)條件影響，無(wú)論明亮或暗處，皆可擷取視覺(jué)資料。Verre說(shuō)：“在如此寬廣的動(dòng)態(tài)范圍內擷取高品質(zhì)時(shí)間資料的過(guò)程就是一個(gè)極大的優(yōu)勢。”他解釋說(shuō)，與動(dòng)態(tài)范圍在80到100dB之間的傳統影像傳感器相比，Chronocam的技術(shù)可提供120到140dB的動(dòng)態(tài)范圍。

　　然而，Chronocam的市場(chǎng)定位明顯地轉移至某一個(gè)方向。但Chronocam相信，在進(jìn)入ADAS/自動(dòng)駕駛車(chē)市場(chǎng)時(shí)，并不至于與現有CMOS影像傳感器供應商社群發(fā)生沖突。

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

　　事實(shí)是目前的CMOS攝影機在車(chē)用市場(chǎng)的基礎穩固。如下圖研究機構Yole Developpement的圖表中所示，車(chē)用攝影機的需求正快速成長(cháng)中。

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

　　Verre預期：“雷達可能會(huì )繼續存在，攝影機需要用來(lái)顯示資訊(提供駕駛使用)。但是當加入Chronocam的事件驅動(dòng)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提到事件驅動(dòng)型傳感器并不會(huì )擷取模糊的動(dòng)作資料，運作時(shí)也并不受光線(xiàn)條件的影響。較高的時(shí)間資料能與其他傳感器共同運作。他提到Chronocam目前尚沒(méi)有合作伙伴，但其目標在于與其他的傳感器合作伙伴共同建立一個(gè)以事件驅動(dòng)型傳感器為中心的生態(tài)系統。

　　Chronocam的傳感器運用在車(chē)子時(shí)，舉例來(lái)說(shuō)，能取代昂貴的光達系統，能夠使自動(dòng)緊急煞車(chē)功能成為標準功能，并運用在非高價(jià)車(chē)上，因為這種事件驅動(dòng)型傳感器并不需要大量的資料處理。

　　汽車(chē)OEM將會(huì )在現有組合中再增加一個(gè)(或多個(gè))傳感器嗎?

　　深度學(xué)習?

　　那么深度學(xué)習(deep learning)又扮演什么角色?許多目前正在研發(fā)中的自動(dòng)駕駛車(chē)開(kāi)始采用深度學(xué)習技術(shù)來(lái)處理大量收集到的感測資料。

　　如同Nvidia所表示，深度學(xué)習“仰賴(lài)強大運算能力的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)路處理復雜的問(wèn)題。”例如，Nvidia的GPU可用在深度學(xué)習的學(xué)習與推論方面。

　　目前用于深度學(xué)習的資料集主要是以傳統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)習技術(shù)，該公司需要自行訓練資料集——其方式就是透過(guò)事件驅動(dòng)型的資料。

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

　　看好哪些市場(chǎng)應用?

　　Chronocam已經(jīng)將目光瞄準了三個(gè)市場(chǎng)：汽車(chē)、AR/VR和機器人。該公司最早準備好打入的市場(chǎng)是機器人，預計在2018年推出產(chǎn)品。采用事件驅動(dòng)型傳感器的機器人可在工廠(chǎng)的安全距離內，監控工人和協(xié)作型機器人(co-robot)的操作。

　　根據Verre所說(shuō)，如果這類(lèi)系統采用傳統的影像傳感器，最小距離必須保持在40公分左右，因為擷取資料時(shí)所造成的延遲，會(huì )使得協(xié)作型機器人在更接近人類(lèi)時(shí)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器人制造大廠(chǎng)合作，但Verre并未透露該公司的名稱(chēng)。原型機預計將于今年中以前完成。

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

　　最后一個(gè)但也是最大的市場(chǎng)為車(chē)用市場(chǎng)，其合作伙伴包括Renault、Nissan，以及歐洲以外的汽車(chē)OEM與一線(xiàn)廠(chǎng)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(lái)說(shuō)，投入車(chē)用市場(chǎng)的技術(shù)研發(fā)過(guò)程相當痛苦，因為它需要較長(cháng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，然而幸運的是，Chronocam的產(chǎn)品也可以應用在其他市場(chǎng)，如機器人與AR/VR，在開(kāi)發(fā)車(chē)用市場(chǎng)期間可以先在這兩個(gè)市場(chǎng)上有所發(fā)揮。

　　Verre預估，該公司將在2019年開(kāi)始看到實(shí)際的營(yíng)收，一年大約會(huì )有兩千萬(wàn)美元的銷(xiāo)售額。

　　需要強大的晶圓代工伙伴

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

　　一年前，Chronocam可能認為提供第一層事件導向運算(軟體開(kāi)發(fā)套件;SDK)的攝影機技術(shù)便足以說(shuō)服客戶(hù)。但現在，Verre相信，Chronocam必須提供合作伙伴全面的垂直解決方案，若無(wú)法做到這點(diǎn)，Chronocam認為其與眾不同的技術(shù)將永遠不會(huì )被市場(chǎng)接受。

　　為了成功推出其事件驅動(dòng)型的傳感器技術(shù)，Chronocam需要一家強大的晶圓代工合作伙伴。目前，該公司正使用標準的CMOS影像處理技術(shù)，制造具有VGA解析度的傳感器。Verre說(shuō)：“但至少還必須提升到高畫(huà)質(zhì)(HD)的解析度。目標是改采用晶背3D堆疊技術(shù)來(lái)生產(chǎn)畫(huà)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(wàn)歐元，而今，該公司已擁有1,500萬(wàn)美元的資金，并正不斷地強化其工程團隊。Verre的計劃是在今年底前擴充到50人。