Teledyne e2v张耀强:中国机器视觉将像花儿一样开放

随着世界经济加速调整和变化，实体经济回归趋势更加明显，各国紧锣密鼓地推出和部局智能制造政策及规划，为本国经济注入“强心济”，也带动了新一轮世界新技术革命。近日，记者采访了亚太区专业成像销售及业务拓展副总裁张耀强，介绍当前世界机器视觉行业现状及未来中国视觉行业的看点。

记者：在工业4.0及中国智造2025的热潮下，机器视觉扮演着什么的重要角色？未来机器视觉的市场趋势及前景如何？

张耀强：未来10年我国智能制造的首要目的是在解放劳动力的前提下实现生产力与生产质量的进一步提高，我们认为核心竞争力还是比的“快速”和“精准”（精准是能力，也是质量）。智能制造的核心是“智”。“智”的核心是什么——就是信息获取的快和准、信息处理的快和准。一个人的武功高低，要看“手眼身法步”，要想成为智能制造的武林高手，“眼力”和“招法”的水准是核心之中的核心。视觉技术极大提高了工业自动化中信息的获取能力，信息将不再是单一维度的简单数据，而是广域立体的海量数据，同时在速度、尺寸、光谱等维度大大突破人眼极限，例如：视觉系统基本覆盖全光谱，分辨率可以达到1微米，速度可以达到每秒上亿帧，这在速度和精度上都大大超出了当前的工业制造水平，甚至满足未来相当长时间更加精密、更加高速的制造要求，完全可保障在工业制造中信息获取的快和准。另一方面，图像技术飞速发展，让海量图像信息得以高速、实时、智能的被分析利用，大大提高了人的判决速度，越来越接近人的智慧程度，助推工业生产中信息处理的快和准。视觉与图像技术相结合就是给工业设备安装了一双超级“智眼”。未来的工业生产将以“智眼”为核心，装备在千千万万、形形色色的设备上，指挥各种各样的“手、脚、身体”动作，实现“深度感知、智慧决策、自动执行”，成为“智人”，让自动化智能化工业制造插上翅膀腾飞！

记者：e2v 作为Teledyne集团历年来最大笔的收购，架购重组对Teledyne e2v 的产品及市场策略有什么改变？

张耀强：2016年12月，Teledyne以6.27亿英镑（约合7.89亿美元）现金收购e2v，是Teledyne历年来的最大笔收购。

e2v的每一项业务都与Teledyne高度互补。重要的是，双方的产品重叠非常小，针对机器视觉市场，e2v提供高性能图像传感器、定制化的摄像头解决方案，宇宙学和天文学提供太空认证的高性能图像传感器，还为医疗、工业和国防应用制造高可靠性的射频发电组件和子系统。两家公司都是宇宙和天文学成像领域的领导者，但是，Teledyne大部分提供红外探测器，而e2v提供可见光传感器。同时两家公司都提供微波器件，e2v的主要产品和市场为癌症放疗应用的磁电管，Teledyne则提供固态和真空微波系统，没有磁电管。Teledyne还为医疗市场提供特殊的X射线传感器，在机器视觉应用领域，e2v能够凭借其强大的专有的CMOS图像传感器设计能力，增强Teledyne的摄像头和视觉系统业务合并之后的Teledyne e2v，将有更多的渠道，更好的产品组合和更有竞争力的产品投入，相信合并后的Teledyne e2v能给客户提供更好的服务。

记者：作为全球领先的图像传感器的开发和生产商，Teledyne e2v最近有什么新的技术及产品将对行业带来更多发展机会及订单需求？

张耀强：Teledyne e2v 拥有先进的pixel 的设计能力，拥有单一像素的5T封装技术，我司基于此技术研发的新产品—Emerald系列产品。

1.Emerald 系列产品拥有世界上最小的Global Shutter像元技术，单一像元尺寸2.8um，在1英寸的封装下分辨率最高可以达到16M像素。保持高像素的同时，还可以提供更加纯净的画面，<2.5 个光子的噪声输出，达到近科学级的画面质量。MIMR 功能，可以在两个感兴区域内单独设置增益，曝光等所有参数，相当于两个相机分别工作。特有的像元列单独曝光的技术，使得在HDR模式下，不对原始相机的帧率产生任何影响，还可以满帧率输出高画质图像。基于2.8um的像元技术，Teledyne e2v会优化当前的产品系列，分辨率从2M覆盖到16M，覆盖绝大多数机器视觉检测的需求，同时可以广泛应用于智能交通，无人机，相关行业，为客户提供更多的产品选择。该2.8um的像元技术，我司最高可以开发50M+分辨率的产品，如有16M-50M+特殊分辨率的需求，我司可以与客户合作开发，定制满足客户需求的产品。

记者：业界厂商近年积极开发3D检测技术，其技术将广泛被应用于各种产业中，例如汽车、半导体消费性电子零件、金属、玻璃等，其中亚太地区将是主要应用市场。Teledyne e2v 在3D领域上近年不断突破，请试举例你们的应用和可行性。

张耀强：全球首款搭载3D Sensing的智能手机iPhone X自11月上市发售以来，深受消费者青睐。如今，3D Sensing正从iPhone X快速走向国产品牌手机，成为智能手机硬件创新潮流。

2017 年苹果 3D 视觉将从结构光方案开始，未来逐渐加入 TOF 方案。因为苹果公司在 AR 方面野心勃勃，计划将 AR 打造成未来的重要应用领域， 而 TOF 方案更加适合远距离 AR 应用，因此，该机构认为未来苹果将通过加入 TOF 方案实现先进的 AR 体验。前智能手机用3D Sensing尚属于行业渗透早期，潜在空间大，产业链标的将受益3D Sensing作为一种全新的人机交互模式，应用前景广阔。根据YOLE的预测，3D Sensing市场规模将从2016年的13亿美元增长至2022年的90亿美元，CAGR达到37.3%。目前机器人、智能安防、AR/VR、无人机、工业视觉等许多热门行业对3D视觉的需求同样越来越突出。如在机器人领域，使用深度视觉进行导航、识别外界的环境、规划路径、实现避障工作等；在AR/VR领域，使用3D视觉进行游戏体感交互等等。根据原理和硬件实现方式的不同，行业内所采用的 3D 机器视觉主要有三种：结构光、TOF、双目立体成像，其中，结构光与TOF方案在技术方面较为成熟。

Teledyne e2v拥有先进的TOF技术，我们公司已经开发出了第一代Onyx TOF的Sensor， 分辨率达到130万像素，为业界最高水平。 超高的像素保证了测试的精度，同时10um的像元保证了很好的HDR功能，进一步提高了3D成像的精度，为3D 产品的相关应用提供有效的解决方案。第二代TOF技术的Sensor正在研发当中，我司会进一步提高TOF的测试精度，新款的Bora TOF Sensor将会进一步优化快门速度和相关算法，通过我司专利技术可以进一步降低背景噪声，减少近红外光对成像的干扰，满足室外应用的要求。新款Bora Sensor 将在机器视觉上海展展出，有兴趣的业内容仁，请持续关注。

记者：您对中国机器视觉行业的未来发展怎样看？

张耀强：机器视觉自起步发展到现在，已有15年的发展历史。目前全球整个视觉市场总量大概在60~70亿美元，是按照每年8.8%的增长速度增长的。而在中国，这个数字目前看来似乎有些庞大，但是随着加工制造业的发展，中国对于机器视觉的需求将承上升趋势。在国外，机器视觉的应用普及主要体现在半导体及电子行业，其中大概40%-50%都集中在半导体行业。具体如PCB印刷电路，SMT表面贴，电子生产加工设备：电子元件制造设备、半导体及集成电路制造设备、元器件成型设备、电子工模具。机器视觉系统还在质量检测的各个方面已经得到了广泛的应用，并且其产品在应用中占据着举足轻重的地位。除此之外，机器视觉还用于其他各个领域。

而在中国，以上行业本身就属于新兴的领域，再加之机器视觉产品技术的普及不够，只是低端方面的应用。目前在我国随着配套基础建设的完善，技术、资金的积累，各行各业对采用图像和机器视觉技术的工业自动化、智能化需求开始广泛出现，国内有关大专院校、研究所和企业近两年在图像和机器视觉技术领域进行了积极思索和大胆的尝试，逐步开始了工业现场的应用。其主要应用于制药、印刷、矿泉水瓶盖检测等领域。这些应用大多集中在如药品检测分装、印刷色彩检测等。真正高端的应用还很少，因此，以上相关行业的应用空间还比较大。当然、其他领域如指纹检测等等领域也有着很好的发展空间。

中国机器视觉未来发展趋势在机器视觉赖以普及发展的诸多因素中，有技术层面的，也有商业层面的，但制造业的需求是决定性的。制造业的发展，带来了对机器视觉需求的提升；也决定了机器视觉将由过去单纯的采集、分析、传递数据，判断动作，逐渐朝着开放性的方向发展，这一趋势也预示着机器视觉将与自动化更进一步的融合。

未来，中国机器视觉发展主要表现为以下一些特性：

一、是随着产业化的发展对机器视觉的需求将呈上升趋势，机器视觉发展空间较大的部分在半导体和电子行业；国家加大对集成电路产业这一战略领域的规划力度，“信息化带动工业化”，走“新兴工业化道路”为集成电路产业带来了巨大的发展机遇，特别是高端产品和创新产品市场空间巨大，设计环节、国家战略领域、3C应用领域、传统产业类应用领域成为集成电路产业未来几年的重点投资领域。中国已成为全球集成电路的一个重要需求市场。在全国许多地区，特别是长江三角洲地区，都有新的IC制造线和封装测试线投资兴建，IC设计公司的数量每年成倍增长。在产业政策的引导下，上海、北京、天津和深圳等地出现投资IC的好势头：上海中芯国际投资14亿美元，月投8英寸芯片硅片4.2万片的项目已经投入运行。另外，中国半导体行业协会最新调研数据表明，中国IC产业的投资总额约300亿元，相当于过去40年的投资总和。全国IC设计单位数量两年之间翻两番，已激增到389家，收入过亿元的达7～8家；专业测试公司已有10家左右，我国的IC测试业初具雏形。

二、是统一开放的标准是机器视觉发展的原动力。目前国内有近数家机器视觉产品厂商，与国外机器视觉产品相比，国内产品最大的差距并不单纯是在技术上，而且还包括品牌和知识产权上。另一现状是目前国内的机器视觉产品主要以代理国外品牌为主，以此来逐渐朝着自主研发产品的路线靠近，起步较晚。未来，机器视觉产品的好坏不能够通过单一因素来衡量，应该逐渐按照国际化的统一标准判定，随着中国自动化的逐渐开放，将带领与其相关的产品技术也逐渐开放。因此，依靠封闭的技术难以促进整个行业的发展，只有形成统一而开放的标准才能让更多的厂商在相同的平台上开发产品，这也是促进中国机器视觉朝国际化水平发展的原动力。

三、是基于嵌入式的产品将取代板卡式产品 。从产品本身看，机器视觉会越来越趋于依靠PC技术，并且与数据采集等其他控制和测量的集成会更紧密。且基于嵌入式的产品将逐渐取代板卡式产品，这是一个不断增长的趋势。主要原因是随着计算机技术和微电子技术的迅速发展，嵌入式系统应用领域越来越广泛，尤其是其具备低功耗技术的特点得到人们的重视。另外，嵌入式操作系统绝大部分是以C语言为基础的，因此使用C高级语言进行嵌入式系统开发是一项带有基础性的工作，使用高级语言的优点是可以提高工作效率，缩短开发周期，更主要的是开发出的产品可靠性高、可维护性好、便于不断完善和升级换代等。因此，嵌入式产品将会取代板卡式产品。

四、是标准化、一体化解决方案也将是机器视觉的必经之路。由于机器视觉是自动化的一部分，没有自动化就不会有机器视觉，机器视觉软硬件产品正逐渐成为协作生产制造过程中不同阶段的核心系统，无论是用户还是硬件供应商都将机器视觉产品作为生产线上信息收集的工具，这就要求机器视觉产品大量采用“标准化技术”，直观的说就是要随着自动化的开放而逐渐开放，可以根据用户的需求进行二次开发。当今，自动化企业正在倡导软硬一体化解决方案，机器视觉的厂商在未来5-6年内也应该不单纯是只提供产品的供应商，而是逐渐向一体化解决方案的系统集成商迈进。

在未来的几年内，随着中国加工制造业的发展，对于机器视觉的需求也逐渐增多；随着机器视觉产品的增多，技术的提高，国内机器视觉的应用状况将由初期的低端转向高端。由于机器视觉的介入，自动化将朝着更智能、更快速的方向发展。另外，由于用户的需求是多样化的，且要求程度也不相同。那么，个性化方案和服务在竞争中将日益重要，即用特殊定制的产品来代替标准化的产品也是机器视觉未来发展的一个取向，我相信，中国机器视觉的春天在一步步靠近，我们这个行业将会像花儿一样开放。