視覺處理撐起物聯網一片天

趙明

視覺處理并非視覺計算，談起視覺計算，很多人都會把它和高性能計算渲染或者游戲聯系起來，但視覺處理可不僅如此。隨著智能家居、物聯網、智慧城市、智能制造等新領域的迅速發展，視覺處理技術所帶來的影響已經深入到了人們生活的各個角落，同時也推動了很多行業的發展。

很多人會問，視覺處理是什么？簡單地說，視覺處理就是將視覺計算的結果經過處理分析后進行再加工，然后為用戶提供更好解決方案的過程。它的順利執行得益于半導體行業的高速發展。沒有半導體行業的高速發展，也就沒有現在被廣泛應用于物聯網、智能制造等領域的高性能、低功耗芯片的出現。

摩爾定律推動半導體行業快速發展

半導體行業近幾十年來始終遵循著摩爾定律的規律發展。如今芯片已經達到14nm級別，正在向10nm、7nm、5nm進軍，芯片目前呈現出微型化和高性能化的趨勢。但近期半導體行業卻出現了悲觀的論調—摩爾定律已死。

摩爾定律，準確說應該是摩爾統計學更合理一些，是那么令人振奮，它可以概述為：當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18—24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。如今這一進程正在放緩。但即便如此，很多半導體芯片的性能也足以令早期的高性能芯片相形見絀。

物聯網設備最初僅僅是通過一個射頻發生裝置，將收集到的數據轉換為射頻信號發送給其它接收裝置，由接收裝置篩選、分析、處理這些信號。但如今，隨著半導體行業的發展，物聯網設備應用了很多高性能芯片，物聯網設備正在向智能化方向發展。而可獨立進行視覺處理的物聯網設備也只是高性能芯片應用的一小部分成果，還有很多領域是高性能芯片的用武之地。

視覺處理技術需要高性能計算

在半導體行業發展腳步放緩之際，很多人都在高談闊論智慧城市和物聯網這些話題。智慧城市的建設與物聯網的建設息息相關。

隨著芯片的微型化、高性能化，物聯網技術日新月異，物聯網設備層出不窮，而且很多物聯網設備已經不僅僅局限于囫圇吞棗式地將信息發送到數據中心，由數據中心進行數據處理，而是擔負起一部分分析處理功能。這些物聯網設備不再僅僅扮演發送數據的角色，它們本身已經開始具備高性能運算的能力，可以獨立收集、篩選、分析數據，甚至可以直接輸出人們想要看到的信息分析結果。只有一些需要進行其它綜合分析的數據才會被發送到數據中心。芯片的微型化、高性能化正在推動物聯網的變革。

我們已經看到了這些高性能、微型化芯片在物聯網方面的很多應用，在這里我們先來談一談視覺處理技術在物聯網設備中的應用。年前，筆者接到了一個交通違章通知短信，這個違章信息上顯示的是3天前的交通違章。筆者回想了很久也不記得究竟所為何事，于是，專門去了交通隊查詢，結果是：在公交車專用道上行駛，被交通管理攝像頭拍照。這種違章時隔三日誰還會記得那么清楚。我們可以想象一下，如果攝像頭在拍照時就能夠迅速做出處罰，發布處罰結果，并且通知到車主，車主就可以及時糾正錯誤。這應該比時隔幾天，僅僅繳付罰金的措施更能夠發揮提醒警示的作用。處罰不是目的，督促提醒才是根本。

上述這種攝像頭拍照處理過程就是典型的視覺處理場景。如果這些監控系統具有更加智能的獨立高性能運算能力，筆者設想的實時響應的場景將很容易實現。而從目前情況來看，當下的這種監控系統僅僅能起到監控作用，似乎還不具備高性能計算能力，無法達到實時分析的能力。

視覺處理技術推動各行各業發展

視覺處理技術的應用絕非僅限于此，可能很多人會認為還有VR、AR之類的產品和技術會采用視覺處理技術。此外，視覺處理技術涉及很多領域，比如被應用于機器人產業上，尤其是智能機器人上。這些智能機器人能夠感知周遭事物，實現自主分析判斷。

既然是感知，自然離不開視覺、聽覺、觸覺、味覺等感知技術。這與微型化、高性能的芯片也是息息相關的。這些感知技術均需要智能機器人的芯片做出快速響應，實時處理。為了實現這種快速高效的響應速度，這些設備就必須配備高性能的芯片，這樣才能具備獨立自主、快速分析處理數據的能力。很多專業人士對此表示認同。在近期英特爾與視覺處理行業專家舉辦的“視覺處理助力智能物聯”沙龍上，英特爾中國銷售與市場事業部市場總監姜怡然表示：“在視頻處理和存儲的時候，有很多視頻需要實時處理，應用不可能全部放在數據中心去處理。”這與筆者在前文交通違章處理部分所要表述的一些觀點一致，即物聯網設備需要實時做出分析，提供處理結果。這也是芯片實現微型化和高性能化的目的之一。

隨著芯片微型化、高性能化進程的快速推進，視覺處理技術已經成為現實中生活、生產領域的得力助手。我們能夠看到智能試衣鏡、智能泊車、遠程教育、遠程醫療等場景中，可以實時提供解決方案的視覺處理技術為人們帶來很多實時的分析結果，幫助人們及時做出決定。

事實上，視覺處理技術不僅僅應用在監控系統上，它還會被廣泛應用于3D建模等領域。筆者在前文中就曾提到過VR、AR技術目前主要應用于娛樂領域，比如游戲和影音播放。華晨互動首席技術官郭振平則表示，VR和AR技術不僅會被應用于娛樂領域，還將是中國工業制造2025的支柱技術之一，在泛娛樂、石油勘探、汽車生產和3D打印等領域都會有很大的應用價值。在工業生產中，通過VR和AR技術，人們可以定制化生產，提前發現問題，節省原材料。

高性能計算支撐視覺處理技術

寫到這里，筆者突然想起了《火星救援》中的場景。假設“好奇號”的監控系統在捕獲男主角與地球探索中心排列出的信息，就能夠及時快速地分析出所傳信息的話，男主角和地球探索中心間的交流將變得更為順暢，就能夠為救援男主角爭取更多的營救時間，找到更有利的營救方案。

航天探索、戶外旅行也是高性能監控系統應用的領域，視覺處理技術是主要支撐技術之一，而高性能計算又是視覺處理技術實現的基礎。目前，很多芯片廠商都在為實現高性能計算而努力。這些芯片廠商為設備制造商和系統集成商提供了一系列視覺處理解決方案，從數據收集、分析、存儲和傳輸等環節滿足用戶的需求。高性能計算不僅僅是數據中心所獨有的能力，高性能計算將融合在所有物聯網設備上。當所有物聯網設備都具備一定的高性能運算能力時，智慧城市項目才能真正落地。