DSP二十五周年系列報道文章： 25年DSP前進(jìn)的動力：軟件和應(yīng)用創(chuàng)新 展開想象翅膀，迎接DSP第三次浪潮 DSP乘風(fēng)破浪的四分之一世紀(jì)

“雖然DSP已創(chuàng)造了過去25年輝煌的歷史，但是我要說的是DSP的創(chuàng)新才剛剛開始?！钡轮輧x器首席科學(xué)家，也是第一代DSP產(chǎn)品的創(chuàng)始人方進(jìn)(Gene A. Frantz)在TI 2007開發(fā)商大會上對所有的觀眾說道。 不久的將來，肓人將重見光明、不能說話和動彈的重殘病人可以讓人知道想說的話并用意念指揮輪椅動作、汽車將無人駕駛、大廈的照明/冷卻和加熱系統(tǒng)可以精確地跟蹤行人迅速地開關(guān)和調(diào)節(jié)溫度，從而大大減輕大氣的二氧化碳排放量……

方進(jìn)：關(guān)于DSP的創(chuàng)新應(yīng)用才剛剛開始。

這些今天看似不可能實現(xiàn)的夢想，在不久的將來都會實現(xiàn)，并且已邁開實質(zhì)性的第一步，這里起著重要作用的就是DSP。如果說DSP的第一波應(yīng)用高潮是在手機等通信市場的興起與繁榮，第二波高潮是在視頻娛樂應(yīng)用領(lǐng)域，那么，即將出現(xiàn)的DSP第三次應(yīng)用高潮是以上這些需要“分析技術(shù)”的應(yīng)用領(lǐng)域！ 通過探測腦部發(fā)出的神經(jīng)信號，由DSP對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，轉(zhuǎn)換成語言和其它指令可令重殘病人“開口說話”或用意念來指揮輪椅動作。方進(jìn)解釋：“當(dāng)我們想說話時，大腦會發(fā)出信號刺激喉部肌肉，即使沒有說話也有信號?；贒SP的分析設(shè)備能將這些信號轉(zhuǎn)成語言和動作指令?！蹦壳耙患颐麨锳mbient的公司與TI一起已開發(fā)出這種設(shè)備，其產(chǎn)生連續(xù)語音的準(zhǔn)確率可達(dá)70%。當(dāng)然，這還有待于進(jìn)一步提高，并降低商用化成本。這種應(yīng)用未來還可以使重殘病人通過手機與遠(yuǎn)方親人交流，“不用開口也可與對方溝通?！彼f。 “不論是生物信號，還是神經(jīng)信號處理，這是邁入信號處理的一個全新的世界和機遇?！狈竭M(jìn)指出。 同樣是借助于DSP的數(shù)據(jù)分析，可以讓大廈目前的冷卻、照明系統(tǒng)排放的二氧化碳大幅下降。一家名為Object Video的公司，他們發(fā)明了一種智能感應(yīng)器，通過對攝像頭攝取的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行即時分析，能精確地計算出人的方位，從而能根據(jù)人的移動迅速啟動或關(guān)閉大廈中的照明、冷卻加熱系統(tǒng)，調(diào)節(jié)大廈的溫度?！皞鹘y(tǒng)的感應(yīng)系統(tǒng)存在誤判斷、延時等缺點，不能實現(xiàn)很好地控制，采用了基于DSP的智能感應(yīng)系統(tǒng)則可以實現(xiàn)精確、有效地控制?！狈竭M(jìn)表示。他舉例說，如果全美10%的大廈能采用這種智能感應(yīng)器，所節(jié)省的二氧化碳排放量將會相當(dāng)于200萬輛汽車的二氧化碳排放量。 不過，可能有人說這種節(jié)能應(yīng)用是好，但我們大多數(shù)人都不想為了節(jié)能而被攝像頭全天候監(jiān)視。這是一個可以理解的顧慮?！拔乙膊幌矚g待在攝像頭前，不信可以問問最近剛給我拍過照的攝影師?！狈竭M(jìn)開玩笑地說道。此外，人們也不愿為觀看大量存儲的視頻內(nèi)容而發(fā)愁。“令人欣慰的是，大多數(shù)分析應(yīng)用不需要存儲視頻內(nèi)容，因為智能攝像頭能處理輸入信息，只將有用的信息存儲下來。在上述例子中，攝像頭能觀測某個場景，作出決定，然后刪除不用的數(shù)據(jù)。我認(rèn)為，沒什么人有興趣去看攝像頭拍下的內(nèi)容，上述技術(shù)還使得我們不用手工去刪除拍攝的節(jié)目?！? 未來的無人駕駛汽車也是有賴于DSP的分析技術(shù)。首先，基于DSP的雷達(dá)系統(tǒng)在汽車中的大量使用是實現(xiàn)無人駕駛的里程碑。在奧迪最新款的Q7車型上，安裝了三個基于C2000的雷達(dá)，兩個在后方偵測左右車道，一個在前方進(jìn)行定速巡航。其次，DSP還會安裝于汽車中的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，比如環(huán)境控制和電子動力轉(zhuǎn)向，配合基于MCU的11個安全氣囊、軌跡控制系統(tǒng)與防鎖死剎車系統(tǒng)連動，可以實現(xiàn)安全地行駛。最后，配合汽車上的監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)無人駕馭的夢想。 方進(jìn)認(rèn)為，汽車無人駕駛將經(jīng)歷四個階段： 第一階段，車內(nèi)和車上安裝的攝像頭能幫助駕駛員看到車后情況和盲區(qū)。第二階段，是攝像監(jiān)控系統(tǒng)給駕駛員提供駕駛建議。舉例來說，如果駕駛員希望改道而正好有車在其盲區(qū)，那么可以通過方向盤震動來提醒駕駛員檢查盲區(qū)情況。第三階段，攝像監(jiān)控系統(tǒng)為駕駛員做出決策。改道時盲區(qū)有車的情況下，駕駛員必須大角度轉(zhuǎn)向，以避讓車輛。終極階段，就是汽車無人駕駛！而以上這些過程中都需要DSP的數(shù)據(jù)分析，比如雷達(dá)系統(tǒng)對死角的偵測分析。“以前人們一想到雷達(dá)就想到需要用浮點DSP來處理，而浮點DSP成本高，多個雷達(dá)的成本將使汽車廠商無法承受。現(xiàn)在不同了，已有廠商采用定點DSP來實現(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)。比如上面談到的奧迪Q7中的雷達(dá)就是基于C2000，它是由奧迪汽車的系統(tǒng)開發(fā)商Hella公司開發(fā)的。這樣大大降低了實現(xiàn)雷達(dá)的成本?！狈竭M(jìn)預(yù)測，目前離實現(xiàn)最后一步還差10到15年的時間，不過這一目標(biāo)技術(shù)上肯定會實現(xiàn)。 此外，DSP對數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用領(lǐng)域還包括安防系統(tǒng)。具有分析能力的智能可編程攝像機是驅(qū)動下一代安防與汽車應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵性因素?！昂唵蔚臄z錄像功能雖早已實現(xiàn)，但只有當(dāng)錄像功能具有分析智能功能時，安防應(yīng)用才變得有實際意義。我們現(xiàn)在仍于初級階段?！狈竭M(jìn)指出。 低成本視覺傳感器配合DSP可持續(xù)向公司發(fā)送信息，這一技術(shù)將在家庭和辦公室中逐漸推廣。該系統(tǒng)最終將發(fā)展成為極其靈敏的識別系統(tǒng)，連家中或辦公室中是否有陌生人都能辨認(rèn)出來，進(jìn)而向有關(guān)部門發(fā)出警報。 目前，安全人員需要對監(jiān)控室里的多臺監(jiān)控器進(jìn)行監(jiān)控，跟蹤不同地點的事件發(fā)生情況。下一步則將通過適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)來監(jiān)控對象運動，要是屏幕出現(xiàn)異常情況，就會自動發(fā)出警報。此后，我們可以通過統(tǒng)一的監(jiān)控器進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)侵入者后就能發(fā)出警報，這樣安全人員就能通知警察。最后一步，系統(tǒng)甚至不需要顯示圖像，直接就能叫警察。 “不難看出，DSP技術(shù)的發(fā)展為安防帶來了很多好處。如果有人在火車上或其它公共場所遺留下可疑的箱子，那么上述系統(tǒng)可以向執(zhí)法人員發(fā)出警報。要是有孩子在水池邊不慎落水，系統(tǒng)也能及時提醒，避免悲劇發(fā)生。目前，TI已經(jīng)開始幫助客戶在全球?qū)嵤┥鲜鱿到y(tǒng)，并將在今后5至10年間實現(xiàn)廣泛使用。”他說道。 DSP數(shù)據(jù)分析的另一個更大的應(yīng)用是醫(yī)療健康領(lǐng)域。近幾年間，隨著人類對自身生存環(huán)境和健康安全的愈加關(guān)注，DSP被廣泛應(yīng)用到醫(yī)療健康領(lǐng)域，并以前所未有的力度推動著醫(yī)療創(chuàng)新的發(fā)展。例如，技術(shù)人員已經(jīng)開發(fā)并采用可通過腦電波控制的人造假肢；美國加利福尼亞的研究人員還通過高級視網(wǎng)膜變性技術(shù)讓植入的人工眼球幫助失明患者重見光明。雖然目前該領(lǐng)域尚處于試驗階段，但是發(fā)展前景可觀，這預(yù)示著DSP在人造器官方面的貢獻(xiàn)將非常大。 DSP的強大處理能力和小尺寸使超聲波設(shè)備和筆記本電腦一樣大小，能提供接近攝影質(zhì)量的影像。有關(guān)公司正在開發(fā)PDA大小的超聲波設(shè)備，這樣人們在家也能方便使用了。另外，便攜式心臟減顫器很快也將走進(jìn)普通百姓家。 還有，今后超低功耗DSP將支持“智能藥片”等可吞服的設(shè)備，它們可以感應(yīng)體內(nèi)信號，采取適當(dāng)治療措施。這種設(shè)備不僅可以發(fā)揮藥物治療作用，還能提供電刺激，并通過超低功耗無線或射頻識別(RFID)型連接向醫(yī)生提交報告。此外，采用DSP技術(shù)的醫(yī)療產(chǎn)品將不斷提高移動性能，這樣病人就可以足不出戶，在家中接受治療了。而那些先前僅用于醫(yī)療檢查時使用的內(nèi)診鏡技術(shù)，也正用于檢查飛機引擎和其它關(guān)鍵工業(yè)設(shè)備，避免金屬疲勞和瑕疵。 “總的來說，未來DSP的創(chuàng)新將圍繞傳輸、生活質(zhì)量、安全以及綠化等四個方面展開。”方進(jìn)總結(jié)道，而這些方面都是基于DSP對數(shù)據(jù)分析的獨特優(yōu)勢。為推動DSP的第三波應(yīng)用高潮，TI正在研發(fā)更多性價比更高的DSP產(chǎn)品，以讓夢想變成實現(xiàn)的商用化產(chǎn)品。 “未來3~5年，我們將推出更多低于10美元的高性能DSP比如達(dá)芬奇平臺，迎接以上這些新興的應(yīng)用?！盩I大中國業(yè)務(wù)拓展副總裁林坤山表示，“并且，我們還會推出更多低于5美元的C64x+的產(chǎn)品，用于消費電子市場。”