又見(jiàn)國(guó)產(chǎn)驕傲！困擾冬奧會(huì)98年難題，技術(shù)被中國(guó)全球首次應(yīng)用

眾所周知，冬奧會(huì)的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，一直以來(lái)存在著很大的爭(zhēng)議，因?yàn)榛┖突冗x手混雜在一起，速度甚至可以達(dá)到70km每公里，因此過(guò)去在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，因?yàn)槭芟抻谌说囊暳?，以及攝影機(jī)的捕捉能力，運(yùn)動(dòng)員的犯規(guī)很難被察覺(jué)，這也讓冬奧會(huì)從1924年以來(lái)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目比賽結(jié)果備受爭(zhēng)議。

因此，冬奧會(huì)對(duì)于高像素、高速跟拍，有著比較嚴(yán)格的要求，奧委會(huì)也希望在此方面加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，通過(guò)新的設(shè)備實(shí)現(xiàn)完整的跟拍，最終能夠?qū)崿F(xiàn)公平公正的結(jié)果。但是很長(zhǎng)一段時(shí)間里，這兩項(xiàng)要求都很難被技術(shù)滿足。

然而,此次的2022年北京冬奧會(huì)，中國(guó)克服了這項(xiàng)困難，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新，最終讓滑冰項(xiàng)目的成績(jī)得到了更為公正的評(píng)比，而來(lái)自中國(guó)的黑科技就是“獵豹”的超高速攝像機(jī)。

有人說(shuō)，未來(lái)的智能世界，將會(huì)是“三駕馬車”并行的時(shí)代。這三駕馬車指代的是機(jī)器視覺(jué)、人工智能和5G，它們分別可以實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物感知、萬(wàn)物智能和萬(wàn)物互聯(lián)。其中，機(jī)器視覺(jué)是指用機(jī)器代替人的眼睛和大腦，可以自主思考和捕捉動(dòng)態(tài)事物，讓物體相互感知。

關(guān)于機(jī)器視覺(jué)的歷史，要追溯到1500年。彼時(shí)阿拉伯光學(xué)家伊本·海瑟姆在一個(gè)小盒子里鉆了個(gè)小孔，利用光的折射形成彩色圖像，這是最早的針孔照相機(jī)，也是人類歷史上第一次實(shí)現(xiàn)視覺(jué)成像。

過(guò)去的幾百多年里，機(jī)器視覺(jué)行業(yè)經(jīng)過(guò)幾番迭代，發(fā)生了翻天覆地的變化。從最開(kāi)始簡(jiǎn)單的觀察記錄，發(fā)展到在工業(yè)機(jī)器人、平板顯示、食品醫(yī)藥、消費(fèi)電子等行業(yè)都有廣泛應(yīng)用。盡管機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用如此廣泛，但許多人對(duì)它仍是很陌生。

最近正在進(jìn)行的冬奧會(huì)，一臺(tái)叫“獵豹”的超高速攝像機(jī)意外走紅全網(wǎng)，把機(jī)器視覺(jué)這個(gè)不為人熟知的領(lǐng)域，帶到大眾的視野里。

在2月7日的男子1000米短道速滑決賽結(jié)束后，“謝謝獵豹”這句話在各個(gè)社交平臺(tái)迅速流傳開(kāi)來(lái)。因?yàn)樾傺览x手劉少林在比賽的時(shí)候伸“黑手”阻擋中國(guó)選手任子威，被攝像機(jī)捕捉到后，被裁判取消了奪冠資格，最后金牌由任子威奪得。

一時(shí)間，“讓作弊無(wú)處遁形”的獵豹爆火了一把。雖然事后相關(guān)負(fù)責(zé)人表示裁判使用的攝像機(jī)不是獵豹，獵豹是用作電視直播的。但獵豹的超高性能依然受到了關(guān)注。

獵豹是央視總臺(tái)花了5年時(shí)間自主研發(fā)出來(lái)的一臺(tái)4k分辨率的超高速軌道攝像機(jī)，主要用在電視轉(zhuǎn)播冬奧會(huì)的速度滑冰。獵豹的時(shí)速能達(dá)到90公里，要知道，頂尖速滑運(yùn)動(dòng)員的時(shí)速最多也只能達(dá)到70公里，獵豹可以做到比運(yùn)動(dòng)員更快。

同時(shí)，為了給觀眾呈現(xiàn)最佳的觀看效果，獵豹還會(huì)根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的實(shí)時(shí)情況加減速度，靈敏捕捉各種突發(fā)狀況或者高光時(shí)刻。

除了可以自主調(diào)節(jié)速度，獵豹的另一大特點(diǎn)就是清晰度高，獵豹安裝的4K攝像頭分辨率一般在4096×2160左右。目前8k分辨率的數(shù)字視頻還在實(shí)驗(yàn)階段，無(wú)法真正落地，所以獵豹使用的4k分辨率攝像頭，已經(jīng)能夠代表最高水平了。

機(jī)器視覺(jué)包括鏡頭、光源、圖像處理器、圖像處理軟件等零部件，和人的眼睛相比，它的效率、精準(zhǔn)度、可靠性都更高，因此才能滲透各行各業(yè)。

獵豹的面世，讓人不禁感嘆我國(guó)的機(jī)器視覺(jué)發(fā)展之快，殊不知，早期這一領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，一直被海外企業(yè)壟斷。

一開(kāi)始，我國(guó)采購(gòu)零部件十分依賴進(jìn)口，就比如鏡頭，由于我國(guó)早期沒(méi)有什么企業(yè)涉足這一領(lǐng)域，與外國(guó)企業(yè)的技術(shù)壁壘越來(lái)越高，所以我國(guó)的鏡頭市場(chǎng)一直被富士、尼康、施耐德、徠卡等外國(guó)企業(yè)壟斷。

最近10年，我國(guó)的機(jī)器視覺(jué)行業(yè)開(kāi)始加速狂奔。由于大量資本的涌入，其應(yīng)用范圍不斷拓寬，再加上有相關(guān)政策的傾斜，如今我國(guó)的機(jī)器視覺(jué)發(fā)展已邁入世界前列。

2014年，我國(guó)的機(jī)器視覺(jué)行業(yè)規(guī)模還只有19億，到2020年，行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)高達(dá)79億了。權(quán)威機(jī)構(gòu)GGII的根據(jù)目前的發(fā)展趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)，在2023年，我國(guó)機(jī)器視覺(jué)的市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)有156億，到2026年，這一數(shù)值會(huì)突破200億元。

如今，我國(guó)有近百家機(jī)器視覺(jué)相關(guān)的企業(yè)，遍布在醫(yī)療、半導(dǎo)體、安防、食品等領(lǐng)域，其中較為突出的有做CMOS傳感器的格科微、韋爾股份；做光源技術(shù)的奧普特；做光學(xué)檢測(cè)設(shè)備的矩子科技等。

韋爾股份和格科微是唯二兩家上市A股的CMOS圖像傳感器企業(yè)。根據(jù)前不久格科微統(tǒng)計(jì)的最新數(shù)據(jù)，2021年格科微的歸母凈利潤(rùn)大概在11.35億－13.5億之間，相比2020年至少增長(zhǎng)46.83%以上。2019年的CMOS圖像傳感器國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中，格科微以9.6%的市占率擠進(jìn)前五，成為我國(guó)CMOS傳感器市場(chǎng)前五中唯一的一家大陸企業(yè)。

韋爾股份預(yù)計(jì)2021年的歸母凈利潤(rùn)在44.68億－48.68億之間，凈利潤(rùn)預(yù)計(jì)增長(zhǎng)值最低也有65%。韋爾股份手機(jī)板塊的業(yè)務(wù)以CMOS圖像傳感器為核心，在2020年CMOS傳感器的凈利潤(rùn)在總利潤(rùn)中占比高達(dá)78%。 截至2月10日，韋爾股份的總市值為2037億元。

今年1月，韋爾股份旗下的豪威科技就對(duì)外發(fā)布消息顯示，2021年已經(jīng)出貨了4000萬(wàn)顆1億像素的CMOS傳感器，并且還發(fā)布了2億像素的CMOS傳感器，這表明我國(guó)國(guó)產(chǎn)的CMOS傳感器，在技術(shù)水平上已經(jīng)跟三星持平了，而且相關(guān)的產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用到了手機(jī)上面。

奧普特是我國(guó)機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域最早的公司之一，經(jīng)過(guò)十幾年的深耕，如今奧普特把產(chǎn)品線覆蓋到光源、視覺(jué)控制系統(tǒng)、鏡頭等范圍，成為了我國(guó)機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)。2020年奧普特的機(jī)器視覺(jué)業(yè)務(wù)營(yíng)收額5.85億元，在總營(yíng)收中占91.11%。

盡管在上游零部件環(huán)節(jié)，高端市場(chǎng)仍被外國(guó)企業(yè)壟斷，但隨著相關(guān)技術(shù)研發(fā)的深入和市場(chǎng)的擴(kuò)大，我國(guó)企業(yè)也正在向中高端市場(chǎng)邁進(jìn)。

在下游的應(yīng)用環(huán)節(jié)，如今應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)最多的行業(yè)分別是半導(dǎo)體、造車和消費(fèi)電子行業(yè)。在不斷的發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)用范圍也會(huì)逐漸擴(kuò)大。這意味著，機(jī)器視覺(jué)的市場(chǎng)規(guī)模，還有更大的上升空間。

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