嵌入式视觉提供了一种低成本、低功耗和大批量的方法，来解决机器视觉所面临的挑战。
我从事视觉系统业务已经很长时间了。早期，一套基本的视觉系统的成本约为3万美元，那时的图像分辨率最高为VGA级，即640×480像素，也就是30万像素，图像处理时间长达1秒钟。
如今，智能相机的起价为3000美元，相当于早期视觉系统价格的10%，这还是没有考虑通货膨胀的情况；图像分辨率已经可以高达1亿像素甚至更高；处理时间也只需要几毫秒。工业相机的价格已经从几千美元降到了几百美元；镜头的价格仍然差不多，但镜头的成像能力已经远远高于过去的水平。
过去使用的机器视觉光源，通常是从五金店采购的相对便宜的白炽灯和荧光灯。现在，最常用的机器视觉光源是LED，虽然价格比以往更贵，但是使用寿命已经长达50000小时，而早期光源的寿命仅为1000~5000小时。而且，现在的光源能提供多种形状、尺寸和颜色可供选择。
机器视觉技术发展到今天，并不是一帆风顺的。在20世纪80年代初期至中期，有许多初创公司在缓慢发展的市场中努力挣扎；可惜的是，当时很多初创的视觉系统公司和集成商，都未能在随后的市场低迷中幸存下来。
进入机器学习和深度学习时代
现在，我们看到新的机器学习（ML）和深度学习（DL）公司在大量涌现。他们展示了一些惊人的能力。然而，这些公司的发展轨迹却给人一种似曾相识的感觉：大量初创公司追逐一个缓慢发展的市场，最终可能导致承诺无法兑现。我们可以预期市场会出现反弹；许多初创公司会倒闭；最终技术会成熟，成为视觉系统解决方案的重要组成部分。
在我看来，机器学习和深度学习是机器视觉领域的大事件。但是接下来会发生什么呢？我们看到元宇宙正在随着物联网的兴起而发展，这反过来又产生了嵌入式视觉或万物视觉（Vision of Things，VoT），它将变得无处不在。
嵌入式视觉引领变革
对于视觉系统公司来说，嵌入式视觉是一种全新的模式。它的特点是用量非常高，动辄就要遍布到数万台到数百万台设备中。这需要低成本和低功耗设计，需要不同的设计和生产方法，以及对安全和隐私问题的更大敏感性。
嵌入式视觉技术，将需要大量低成本相机模块的支持，相机模块中包括图像传感器、镜头和接口，每个模块只需几美元。市场上每天都有新的专业化、低功耗处理器出现，它们实现了越来越好的性价比。根据我自身的研究，VoT设备很快将以30美元左右的价格上市，由于销量高，每年的增长幅度可能达到20%或更多。大多数视觉系统设计师不熟悉为大批量、低成本生产进行设计，因此必须进行调整。
低功耗是关键，对大多数视觉系统设计者来说，这也是一个新的限制。人们常说的目标，是一种可以靠电池供电运行10年的独立设备；当然，这个目标何时能够实现尚存争议。但显而易见的是，低功耗意味着图像无法通过网络传输。处理图像比以视频速度传输图像，需要更少的功耗。尽管VoT将作为元宇宙的一部分进行连接，但这些设备不会以视频流传输图像，而是在设备中处理图像，并通过网络发送数据，可能偶尔也会发送图像。大多数VoT设备将是基于事件的传感器。
嵌入式视觉带来的隐私和安全问题
VoT设备不仅将成为我们汽车的一部分，而且也将成为我们的办公室、家庭、娱乐活动、甚至是我们穿的衣服的一部分，这也让安全和隐私问题变得至关重要。著名的谷歌眼镜（Google Glass）在技术上取得了成功，但在市场上却失败了。虽然戴着谷歌眼镜的人很喜欢它们，但是却会让周围的人都很不舒服。VoT设备的设计者必须将同理心融入设计过程中，去更对地了解市场，以及如何从隐私的角度让他们设计的VoT设备被市场接受。
对于作为元宇宙一部分的每一台设备来说，安全性都是一个大问题。到目前为止，安全只是视觉系统设计中相当小的一部分；市场对安全性的呼声还不够高，因此还没有引起“坏人”的太多注意。随着可以窥探我们私生活的VoT设备的激增，它们也将成为对黑客更具吸引力的侵犯目标。安全性设计将成为VoT设备开发过程的主要组成部分。
小批量、精心制作的视觉系统市场将继续保持强劲增长。与此同时，嵌入式视觉将作为机器视觉领域的新势力开始暂露头角；它将面向大批量应用市场。
当然，人们可能会提出以下三个问题。首先，VoT设备会有市场吗？所有迹象都预测了VoT设备将迎来一个非常庞大、快速增长且容量巨大的市场。第二，是否有人才能设计VoT设备？目前，很少有视觉系统设计者具备设计VoT设备的适当技能。想要进入VoT市场的公司，需要学习如何有计划地培养自己的开发团队。第三，VoT市场会经历早期视觉系统所经历的衰退吗？机器学习也会经历这种衰退吗？这很难说，这在很大程度上取决于公司如何理性地进入这个新市场，并在其中成长。
作者：Perry West，Automated Vision Systems公司创始人兼总裁，来源： ACT视觉系统设计微信公众号
