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一片小小的人工智能视觉芯片能做什么？无人驾驶 汽车 主动识别并避让行人 、摄像头实时甄别在逃犯……这些影视作品中的情节，或许不久将可通过基于嵌入式人工智能视觉芯片的“解决方案 ”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步应用于智能手机 、安防监控、自动驾驶 、医疗成像和智能制造等领域。
可根据AI需求成像
纵观信息产业发展历程 ，从个人电脑时代到移动互联网时代，承载高性能计算的芯片决定新型计算平台的基础架构和发展生态 ，并掌握着产业链最核心的话语权 。
中国科学院院士张钹指出 ，传统硬件架构难以满足人工智能时代深度学习的要求，新的算法需要新的硬件来支撑 。同时 ，芯片的结构将越来越像“大脑 ” ，类脑芯片 、智能芯片等将是人工智能的发展方向。
“所谓视觉芯片，实际上是一种具有高速图像采集和实时图像处理功能的片上集成系统芯片 。”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健介绍说，在日前举办的国家自然科学基金优秀成果北京对接会上 ，吴南健带领研究团队展示的新型视觉芯片(Vision Chip)科研成果很是引人注目 。
据介绍 ，这种视觉芯片集成高速图像传感器和大规模并行图像处理电路，能够模仿人类视觉系统视觉信息并行处理机制 ，解决现有视觉图像系统中数据串行传输和串行处理的速度限制瓶颈问题。
吴南健解释说 ，人工视觉的架构分两部分，类似于人的眼睛和大脑 。人的眼睛是一个典型的图像传感器 ，能够摄取图像并且进行一些噪音去除等初级图像处理；人的大脑神经元网络是一个视觉图像处理系统 ，具有非常强的对所摄取的视觉信息进行并行处理的能力 。
比人类视觉更具优势
在我们通常的印象中，一个视力正常的人可以迅速且毫不费力地感知世界 ，甚至可以详细生动地感知整个视觉场景；但其实这只是一个错觉。
“人类生理视觉有着天然的局限 ，只有投射到眼球中心视觉场景的中间部分，我们才能看清楚。比起人眼来 ，嵌入视觉芯片的机器将具备相当多的优势 ，因为可以传感更宽的频谱范围、更高的清晰度 、更宽的视角，其视力远不止5.0，在夜间也可以看得很清楚 。如同AlphaGo战胜‘围棋天才’一样 ，在某些应用场景 ，其视觉在准确性 、客观性、稳定性等方面都要比人类视觉更具优势 。 ”谭茗洲指出。
吴南健介绍说，目前 ，国内外在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 ，国际技术水平朝着高分辨率 、宽动态范围、高帧率、高智能化 、宽波长范围和三维成像的方向发展 。人工视觉系统芯片能够完成图像获取和初级(图像滤波) 、中级(特征提取)、高级(特征识别和不规则处理)3个图像处理步骤。
“视觉芯片关键要解决运行效率和处理3D影像这两个问题 。以往视觉芯片处理信号面临的最大问题是因运算量太大导致处理信息速度低，以及摄取的照片是把三维世界‘压缩’成二维影像 ，在一张平面上已分不清物体距离远近 、立体空间形状 、空间位置等 ，而人眼可把这个还原 。 ”谭茗洲表示。
谭茗洲指出：“目前，中科院设计的新型视觉系统芯片理念非常先进 ，仿照人类视网膜神经元机制设计 ，感光对信号的处理方式，拣取有用的信号进行处理 ，极大地减少了运算的体量 。”
未来市场空间巨大
“以我个人的观点 ，视觉系统芯片会成为必然的趋势，就像手机和相机结合成就智能手机一样，目前在技术上已突破填充率低、分辨率低和信号干扰严重的难题 ，将科研成果转化并投放市场只不过是时间问题 。 ”吴南健表示。
那么 ，视觉系统芯片如果在未来实现产业化，其市场空间有多大？据推算 ，2018年 ，图像传感器的市场规模在150亿美元左右，虽然其中120亿美元发生在智能手机领域 ，但未来发展比较快的4个领域是安防 、国防 、 汽车 、医疗 ，到2021年将会迎来40亿美元的市场空间，年增长率约10%—20% 。
“视觉处理器的需求增长会更快 ，目前该市场的整体规模(包括硬件 、软件 、服务)在170亿美元至180亿美元 ，单从硬件来看也占到约30亿美元 。如果视觉系统芯片可以覆盖70亿美元的市场规模，企业在这中间拿到1%的话 ，其盈利空间就已经很大了。 ”吴南健指出。
近年来 ，国内外一批新型人工智能企业，依托人工智能领域技术和算法优势向芯片行业渗透，加强人工智能芯片基础层研发 。从市场格局来看 ，已经发展成为一个相对独立又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，紧随其后的三星和豪威 科技 也保持着不错的竞争力；在后端 ，Mobileye和英伟达(NVIDIA)是提供视觉处理芯片的主要厂商 ，在国内该领域的公司有地平线等。
然而，截至目前 ，尚未有企业实现“图像传感器 视觉处理器”集成式芯片的大规模量产 。不管是现在的创业企业 ，还是已经在市场上占有一定份额的大企业，不是做图像传感器 ，就是做后端的视觉处理器 。正如吴南健所言 ，这将给初创企业带来机会。
有哪些科幻中的超能力在未来可能成为现实？
“砰！ ”惊天动地的一声，实验室里冒起了浓黑的烟 。“哈哈 ，我的实验终于成功了！ ”在炸成灰的实验室里 ，满脸是土的疯癫博士骄傲地举起一枚小小的芯片 。不要小瞧了这枚不起眼的芯片，只要在大脑里植入它，即使这个人是弱智 ，也能在一秒钟里上知天文 、下知地理 ，成为学习的小博士，因为这个小小的芯片上存储了从小学到博士毕业所有的课本知识。这已经是博士的第999次试验了 ，为了试验一下成果 ，疯癫博士满怀希望地把芯片植入了正在X学校读六年级，成绩一塌糊涂的孙子明明身上 。
第二天 ，老师在黑板上写下一道高难度数学题 ，环视一下同学们，目光锁定正在打瞌睡的明明：“明明 ，你上来解答这一道题 。”明明抬头看看 ，刚刚还睡眼惺忪的脸上绽开了一朵花。他三两步跑到黑板前，不假思索 ，拿着粉笔 “唰唰唰” ，在黑板上写下了一长溜算式 。同学们的眼睛“溜 ”的一下睁圆了，嘴巴都能装开一个鸡蛋：这么难的一道题，连班长的数学天才也不会 ，在他眼里竟然成了雕虫小技 。要知道 ，他数学最好的成绩也只有60分罢了。老师也惊讶地说：“明明竟然算对了，太不可思议了！ ”下课后 ，明明座位前一下子堵塞了 ，同学们都来取经：“明明，你有什么学习方法 ，快教给我吧！”
第二节课是品德与社会 ，学习地理知识。明明以前最害怕学地理课了，课上的一分一秒都像一个世纪那样漫长 ，下课铃就成为了他的救命稻草 。但是今天 ，明明好像吃错药了，在课上异常兴奋 ，也不再打瞌睡了 。老师的每一个问题都成了简单到不能再简单的题 ，甚至他闭着眼睛都能点出地球仪上每一个国家的位置。下课时，老师笑着表扬他：“明明今天表现真好！ ”
之后几节课，明明表现得异常出色：科学课上的小实验 ，明明能把实验现象和结论说得滚瓜烂熟；英语课上 ，他把单词写得完全正确；音乐课上，明明破天荒地没有唱跑调……每一个老师都惊讶了 ，成绩一向不好的明明今天竟然出类拔萃 。大伙都像看外星人一样看着明明：这 ，还是那个所有的老师都不喜欢，所有的同学都可以取笑的明明么？
“明明 ，明明 ，快告诉我你的秘诀吧！我也好想成绩这么出众！快告诉我吧！ ”“好吧……”无奈之下，明明把智能芯片的秘密说了出来 。
放学后 ，疯癫博士的实验室门前排起了长龙 ，同学们都在接受博士植入智能芯片！
从此以后，X学校所有同学都不用整天趴在桌子上做老师布置的成堆的练习题了 ，一向喜欢抢占音乐课的数学老师再也懒得去抢课了 ，一向喜欢在体育课时悄悄“请 ”几个同学到自己办公室的语文老师再也不“请客 ”了。X学校所有的学生都能轻松拿到100分，他们可以有更多的时间去读课外书，去搞社会实践活动 ，去探究自己喜欢的问题 。全校老师 、学生和家长皆大欢喜 。不过 ，有人喜就有人忧，就在大伙儿喜笑颜开的时候 ，学校门口那两家每年都赚100万的眼镜店和专门卖各种辅导资料的书店关门啦！
科幻中的超能力在未来可能实现 ，只要有大胆的想法都是有可能的，比方说鸟有翅膀飞 ，我们人类为了飞 ，可能利用这些技术去打破施展，制造一些机械式的翅膀 ，匹配人体穿戴飞行 ，还有就是在人的大脑中植入芯片晶体，可以用意念控制一些东西 ，人可能不会再生老病死 ，会慢慢的半机器化之类的，智力也会有所成长，利用机器飞行到宇宙中去探索高智慧生活 ，我们去加以学习 ，地球可能会不止一个，也需会增加都几百几千甚至无数 ，星球间可以相互连接 ，就像建设一座桥梁一样自由通往，人造太阳也会有的 ，所有的东西可能都会用科技来实现 ，把不能变为能，把不可以实现 ，变为真实！
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