3D視覺
人類史上第一片CCD圖像傳感器,誕生于1969年的貝爾實驗室。它的出現,爲工業視覺行業開啓了數碼圖像的大門。自此,生産生活的各個領域也開始與圖像和視覺連接。
伴隨科技的發展以及工業制造對精度的提升,機器視覺不斷更新。從黑白到彩色,從低分辨率到高分辨率,從靜態圖像到動態圖像,如今2D到3D,機器視覺迎來第四次革命。
作爲人工智能和物聯網時代關鍵基礎共性技術,3D視覺被賦予了更多的價值。從智能制造到人臉識別,從VR看房到無人駕駛,應用場景不斷拓展,越來越智能的終端要求“視界”更加清晰、立體。正如奧比中光(688322.SH)的使命所言,“在萬物互聯時代爲智能終端打造‘機器之眼’,致力于讓所有終端都能更好地看懂世界。”
時至今日,致力于將3D視覺感知産品應用于“衣、食、住、行、工、娛、醫”等領域的奧比中光,已經在生物識別、消費電子、工業三維測量等市場實現了多項具有代表性的商業應用。
但劍指萬物互聯的未來,奧比中光顯然有更大的野心。近日,奧比中光申購結果出爐,發行價30.99元/股,意味著3D視覺第一股很快將登陸A股。公司募資18.63億元將繼續加碼3D視覺感知技術研發,不斷孵化、拓展新的3D視覺感知産品。
3D視覺:賦終端以眼
2017年,蘋果十年之作iPhone X首次將搭載3D結構光技術的“Face ID”解決方案帶入大衆視野;次年,國內手機廠商OPPO率先把3D結構光技術搭載在高端旗艦Find X系列,驚豔四座;到2020年,新冠疫情突如其來,改變人們工作、生活方式的同時,亦再次催化3D視覺感知“非接觸式”應用的滲透……
3D視覺感知可以做到的,比我們想象的更多。
過去,在自動化的生産中采用的是2D視覺技術,雖然2D圖像能夠提供固定平面內的形狀及紋理信息,但現實世界是三維的,2D成像技術無法提供AI算法實現精准識別、追蹤等功能所需的空間形貌、位姿等信息,于是就有了3D視覺的興起。相較于2D,3D視覺對環境光變化不敏感,精度和可靠性更高,可以檢測快速移動目標並獲得形狀、顔色對比度、空間坐標等信息。
人體及物體三維測量
以工業應用舉例,無論是物件條碼識別揀放、産品質量檢測、外觀尺寸測量,還是傳動設備追蹤定位等,均離不開機器視覺技術,3D視覺已成爲工業自動化設備的“眼睛”。
隨著消費電子、汽車等精密制造行業對精度要求不斷提高,以及Face ID、刷臉支付、無人便利店等發展,未來數以億計的終端都將成爲越來越智能的類“機器人”,擁有語音感知交互能力(“嘴巴”和“耳朵”)、視覺感知交互能力(“眼睛”),以及各種AI決策分析能力(“大腦”)。
人類約70%的信息是通過人眼感知獲取的,未來的機器人也將和人類一樣,大量信息都將通過視覺感知獲取。可以預見,未來十年,視覺感知交互能力將成爲智能終端的核心底層能力,賦能機器像人類一樣看懂三維世界。
調研機構Yole此前發布的全球3D成像和傳感市場研究報告顯示,預計2025年全球3D視覺感知市場規模將達150億美元(約合超千億元人民幣),2019-2025年複合增長率約20%,3D視覺感知市場正處于規模快速增長爆發前期。
其中,智能手機領域的市場規模將從2019年的20.17億美元增長至 2025年的81.65億美元,年均複合增長率約爲26%;汽車領域將從2019年的8.54億美元增長至2025年的36.73億美元,年均複合增長率約爲28%。預計到2025 年,智能手機和汽車占總體市場規模的比例將分別達54%和25%。
(全球3D成像和傳感市場規模預測(百萬美元),來源:廣發證券研報)
事實上,國內外3D視覺技術的起步時間基本同步,發展至今,能夠引領和帶動行業發展的企業實在寥寥,即將登陸科創板的奧比中光即是其中一家。
2013年,奧比中光與國內3D視覺感知産業一同誕生,是國內率先開展 3D 視覺感知技術系統性研發並實現産業化應用的少數企業之一,也是全球少數幾家全面布局六大 3D 視覺感知技術路線的公司。
研發鍛造壁壘:九年的初心與堅守
創業九載,奧比中光如何鍛造成爲A股3D視覺第一股?
時間拉回到2010年,世界第一台消費級別3D傳感器Kinect問世;2013年,英特爾發布基于結構光技術的産品 RealSense。短短十年余,3D傳感器技術廣泛應用于智能制造、消費電子、移動終端等領域的趨勢初顯。産業初興之時,先後在北京大學、新加坡國立大學、香港城市大學求學並輾轉美國、加拿大等多地進行光學相關研究的黃源浩,看到了國內3D傳感器市場的空白和機遇,毅然決定回國創業。
雖然國內外3D視覺感知行業的發展幾乎站在同一起跑線,但在底層的視覺硬件設備中依然繞不開芯片和光學鏡頭卡脖子的問題。創業初期,黃源浩選擇從行業底層邏輯出發,自主設計研發關鍵的一“芯”一“線”:“芯”是3D感知深度算法的核心芯片,“線”則是3D傳感攝像頭模組的生産線。
2015年7月,奧比中光首顆自主知識産權的3D 深度引擎芯片 MX400研發成功,並在此後實現了從MX6000、MX6300到MX6600的持續叠代;同年9月,奧比中光首條3D攝像頭産線投産,成爲全球爲數不多可以量産消費級3D傳感攝像頭的企業;11月,奧比中光的Astra 3D傳感攝像頭實現大量出貨,可用于三維建模、骨架跟蹤、手勢識別等應用。
奧比中光3D深度引擎芯片MX400
芯片實現國産替代,軟件同步加碼。2015年,奧比中光把技術能力下沉到芯片底層,構建出“芯片+模組+算法”的技術模型。算法方面,公司在隨後幾年間陸續研發了結構光算法、雙目匹配算法、iToF深度解算濾波等底層算法,還研發了面向下遊應用的體感交互、圖像分割、三維重建、VSLAM等應用算法以及面向工業級應用的相機標定、動態變形解算等算法。
奧比中光MX系列四代3D深度引擎芯片
硬核科技源于持續的研發投入。2019年-2021年,公司研發費用分別達到3.70億元、2.86億元和3.88億元,占各期營收的比重高達62.06%、110.68%、81.73%。此次IPO,公司募投資金也將繼續加碼研發。
經過9年的技術提升和産品叠代,奧比中光已在技術縱深上融合了光學、機械、電子、芯片設計、算法、SDK、固件開發等多項複雜學科交叉技術,在技術跨度上涵蓋結構光、iToF、雙目、dToF、Lidar、工業三維測量六大領域。
3D視覺感知是一門高精尖技術,且行業繁多,很多企業只能擇某一垂直領域切入。但奧比中光早早入局並前瞻性地以“芯片+模組+算法”的模型進行底層技術研發,爲公司構築了護城河。
基于堅實的技術壁壘,奧比中光已經在生物識別、AIoT、消費電子和工業測量領域實現規模産業化應用,服務超過1000家全球客戶和開發者,與OPPO等龍頭企業的合作中實現百萬級量産出貨。公司客戶還包括捷普、中國移動、Matterport、貝殼如視、江博士等行業龍頭。
何止國內龍頭:起跑線即是全球競爭
在第四次視覺革命中,一直落後的中國終于與外資廠商站在了同一起跑線上,不會受傳統工業領域中 “外資壓倒性先發優勢 ”的限制。但這也意味著,奧比中光在成立初期就在參與全球競爭,在快速發展的賽道裏蹚出了一條中國化的競爭力升維之路。
2016年,奧比中光與惠普合作,替代英特爾成爲惠普Sprout Pro G2一體機供應商。在隨後的發展中,奧比中光還陸續與Matterport、捷普、日本三櫻、博世、英偉達、微軟等國際企業取得合作,用行業領先的3D視覺感知技術直面國際巨頭挑戰。
截至2021年末,全球已掌握核心技術並實現百萬級面陣 3D 視覺傳感器量産的企業僅有蘋果、微軟、索尼、英特爾、華爲、三星和奧比中光等極少數企業,奧比中光已然處于全球第一梯隊。
“前幾年我的精力主要放在國內的手機、刷臉支付方面,但出海是我們的重要戰略。”黃源浩表示,從2021年開始公司就對出海的技術、産品進行儲備,今年就會陸續發出來。
值得一提的是奧比中光與微軟的合作,雙方聯合研發、設計、制造的基于微軟Azure視覺技術的下一代Azure Kinect 3D相機——Femto Mega,預計將在2022年底量産上市。
據悉,Femto Mega是微軟授權的奧比中光自有品牌3D相機,接入微軟Azure平台,面向全球客戶及開發者。在市場定位上,Femto Mega相當于Azure Kinect的新一代産品。雙方對這款産品寄予了厚望,據奧比中光內部人員介紹,“Femto”意指“飛速”,“Mega”則是巨大、百萬的意思。Femto Mega不僅擁有Azure Kinect一代産品的高深度性能,並且增加了深度算力平台,更便于開發者進行3D視覺應用開發。
2021年9月,微軟合夥人硬件架構師Cyrus Bamji在奧比中光iToF智能視覺平台發布會上發表視頻演講
讓黃源浩在這個時間節點重倉押注海外的原因之一,便是公司境外收入的高速增長。2019年-2021年,公司境外收入分別爲3115.27萬元、3530.34萬元和5724.84 萬元,最近一年的增長率高達62.16%。招股書顯示,境外收入的快速增長,主要系海外VR看房細分場景需求的增長。
在已經占有國內龍頭寶座的前提下,奧比中光還在進行著自己的全球擴張計劃。
事實上,奧比中光卡位全球競爭只是國內光學産業發展的一個縮影。研究報告顯示,光學産業已經在向亞洲乃至中國轉移——從20世紀中葉前歐洲國家(德國爲主)獨占鳌頭,到1950年日本光學産業高速起飛而後制霸全球,從21世紀初期台灣光學産業在智能手機鏡頭帶動下崛起,到近年來大陸光學産業科創新秀湧現、大規模應用落地,中國有望在3D感知技術産業實現彎道超車。
看未來:3D視覺第一股未來可期
3D視覺感知技術作爲萬物互聯和人工智能的普遍剛需,應用只會越來越多。但于A股投資者而言,覽過奧比中光燦爛的過往後,更關心它的未來。千億賽道始于足下,這個A股3D視覺第一股是否具備投資潛力?
他山之石,可以攻玉。
雖然A股沒有可對標的上市企業,但從發展路徑來看,奧比中光與智能語音第一股科大訊飛(002230.SZ)十分相似,後者的發展升維之路或可類比。
資料顯示,科大訊飛的發展經曆了三個階段:第一階段爲2008年-2014年,該階段公司搶抓智能語音發展風口,加強技術研發和沉澱;第二階段爲2015年-2018年,這一時期公司在重視技術研發的同時進行産業布局,並以應用探索爲核心,智慧教育、智慧醫療等領域多點開花,技術産品化進一步落地;第三階段爲2019年至今,其以“平台+賽道”發展模式,持續拓展應用場景,構建産業生態圈。
伴隨智能語音行業的發展,以底層技術立命、持續拓展産業鏈並構建完整生態閉環的科大訊飛,在智能語音領域多年穩居龍頭地位。《2020-2021中國語音産業發展白皮書》顯示,科大訊飛以60%的市場份額,高居第一。
且隨著應用場景的不斷拓展,科大訊飛自上市以來營收一直保持兩位數的增長,尤其在行業應用進入需求爆發期後,2019年以來業績高速兌現,2021年營收、淨利潤分別實現183.14億元、15.57億元,同比增長40.61%和14.13%。
綜合實力和成長能力遠超同行的科大訊飛亦得到市場的認可,其市值長期在千億之上。
奧比中光的發展路徑與科大訊飛何其相似,其以基礎核心硬件的技術領先爲起點,並逐漸向應用層拓展,全棧式布局3D視覺感知技術方案。類比科大訊飛,奧比中光當前大致處于第二發展階段,且其所處的3D視覺感知賽道更加寬廣。
中國作爲“世界工廠”,國內經濟結構轉型要求産業升級,這爲機器視覺行業的發展提供了最肥沃的土壤。從長期來看,隨著我國人口老齡化問題日益嚴重、勞動力成本不斷上升,未來機器視覺設備將逐步代替人工;從短期來看,疫情之下制造業關于自動化的資産開始回暖,加速機器視覺設備需求釋放。
數據顯示,中國市場已成爲全球機器視覺市場規模增長最快的市場之一,2020年-2023年中國機器視覺行業增長率達到27.15%,市場規模增速遠超全球平均水平。
盡管奧比中光目前營收體量較小,且處于虧損狀態,但類比科大訊飛的發展,公司有望在行業發展中加速提升市場份額,進入成長期。廣發證券研報指出,伴隨各下遊應用領域的需求持續爆發增長,以及公司産品滲透率的加速提升和規模化生産帶來的經濟效益,具備先發優勢的奧比中光未來可期。
(本文首發钛媒體APP,作者|蘇啓桃)