12月,小米12系列***亮相,崭新的镜头配置和全新的拍照速度,让其成为一款“拍闪电的***”,由此掀起了业内关于“计算影像”的热议。同时也不禁让人发问:最近几年“计算影像”为何这么火?

编者按:

随着影像成为智能***演进的一大主轴,拥有高配置影像软硬件、摄影效果媲美专业级数码相机是品牌在核心赛道拔得头筹的重要发力点。但***功能日益强大,物理空间逐渐被压缩,可搭载的光学器件十分有限,于是行业焦点愈发集中于以AI算法为核心的计算影像。

事实上,计算影像的兴起,始于一款“拍星星的***”。2014年7月4日,中兴旗下的努比亚Z7便实现了人类历史上首次***拍摄银河,正式开拓***计算影像这一领域。作品《瞬间•永恒》被北京天文馆馆藏。如今来看,当年努比亚计算影像的初应用,为接下来十余年***行业的创新探索指出了新方向。

DNA是破解“生命之谜”的钥匙,在基因科技中,基因测序用来发现问题,基因编辑用来解决问题。

计算影像热潮当前,从中兴、努比亚、小米看它的“前世今生

影像革新,计算影像应运而上

近几年,***拍摄功能受到越来越高的重视,各大***厂商争相在改善成像效果、输出高清影像方面着重发力,相当一段时间内,高像素、大底、多摄曾是业内***品牌影像角逐的三大方向。2013年12月以后,中国正式进入4G时代,智能***在时代助推下成为消费新趋势,此后,***功能日益强大,拍摄水平也不断创造新高。

在日趋激烈的竞争环境下,***影像升级需求持续增热,但限于物理空间,摄像头和传感器的应用前景遭遇瓶颈。基于此,***摄影的软件创新应运而上,2014年,努比亚Z7上市,正式开启智能***“专业摄影”新时代,也由此开辟了智能***影像竞争的新赛道。

仅仅是基因测序,目前在数据从获取、存储、分析上也面临着挑战,利用云计算+AI,基因测序将在科研、医疗等方面展现出非凡的能量。

检测新冠变种,基因测序技术借助AI腾飞导语

1953年,第一个DNA分子双螺旋结构模型诞生;1990年,被称为生命科学“登月计划”的人类基因组计划正式启动。

人类在破解“生命之谜”的路上不断探索,期待着有一天能够解读自己的生命图纸,排在最前列的问题就是疾病的攻克。但是攻克疾病谈何容易,且不论后续的精准医疗和精准预防服务,仅仅是基因测序,目前也面临成本昂贵的问题。

基因检测需要庞大的数据库和算力支撑,以及深度学习算法来完成精准比对和预测,依托人工智能,基因检测在科研、医疗、消费级产品等领域会迸发更神奇的力量。

回想努比亚Z7上市之初,那张星光璀璨的银河照片可谓火遍全网。因为那个时候***摄像头小,光圈小,底也小,拍摄星空需要长曝光才能实现,所以很难拍出来这样的照片。努比亚通过长曝光的算法和叠图算法,并携手高通进行一系列算法优化,最终让这款努比亚Z7具备了专业相机的功能,也成功拍摄出那张响彻行业的银河照片,由此开启了***计算影像的先河。

01 “万能”的基因测序

“一口唾沫,基因数据全掌握”,不少人都尝试过已经成为“网红”的消费基因检测产品。除了了解自己,基因检测能做的事情还有很多。

应用遍地开花,***行业迎新局

1. 发现新冠病毒变株

如今来看,努比亚对于计算影像的应用,不仅大大弥补了摄影硬件发展的局限,也激发了行业创新的更多可能性。最近十来年,对焦测光分离、焦点曝光锁定、多重曝光、独立白平衡、电子光圈、手持防抖等更专业丰富的影像功能不断涌现,计算影像也从“拍星星”延伸到更多场景,***摄影几乎完全替代了传统数码相机。

尤其是过去这一年,计算影像在***行业的应用可谓是遍地开花。上半年有中兴Axon 30 Ultra开启三主摄融合计算影像的新纪元。通过多主摄融合计算让摄像头“从单兵作战”变为“协同作战”,为用户解锁全焦段照片、超级夜景、多摄同拍同录等全场景新玩法。努比亚Z30 pro则延续拍星星基因,全新两亿组合星空四摄,NeoVision 10天文影像系统搭配自研AI智能摄影算法,结合中国天文台恒星大数据库,为***摄影开启了更广阔的“星空”宇宙。而下半年,小米12系列为***行业的计算影像应用再加一笔,带来了夜景和闪拍算法。继中兴Axon之后,荣耀Magic 3也采用了多主摄融合算法,扩宽***影像新应用。

计算影像热潮当前,从中兴、努比亚、小米看它的“前世今生

如今,整个行业看到了***计算摄影的深厚潜力,各品牌竞相朝着***摄影AI算法发力,创新产品层出不穷,不仅推动了智能***行业的进步,也为热爱摄影的***用户提供了丰富多样的产品选择。不难看出,中兴终端对计算影像技术的创新和商用,为当下***行业影像演进开辟了方向。

2020年12月14日,我国监测到首例境外变种新冠毒株,使用的测序平台是华大智造自主研发的高通量测序仪——MGISEQ-200。

正如中兴通讯终端事业部总裁倪飞所言:“当下,很多人感觉到***行业的创新越来越难。但中兴、努比亚一直乐此不疲,我也始终坚信,行业内每个人的一点努力和坚持,未来都将会产生巨大的价值。因此,大家努力、大家创新,整个***行业的未来,就一定会是星辰大海!”

今年,这款“拍星星的***”努比亚Z系列还将再添新成员,或将搭载最新高通骁龙8 Gen1。凭借高通全新一代旗舰芯片平台更强大的算力支持,其将为计算影像带来怎样的新惊喜?我们可以拭目以待。检测新冠变种,基因测序技术借助AI腾飞

新冠病毒的不断变异是当前全球面对的一大挑战,国际知名医疗期刊《柳叶刀》发表社论,强调高效识别病毒序列是控制疫情的重要环节,各国测序水平的差异影响的不止是本国疫情的控制,更是对全球疫情控制与监测的挑战。

对病原全基因组序列进行深度测序,找到病毒突变位点,辨明病毒身份,找到病毒来源,可以有效提升疫情防控能力。

2. 预测肿瘤

2017年开始,华大基因就与阿里云合作,用人工智能成功预测40例孕期肿瘤。

基因测序技术运用在精准预防,比精准医疗对人类的贡献还要大。基因测序可以使疾病早期就被发现,大大提高患者生存率。例如家族性乳腺癌,在美国死亡率降低了80%,就是得益于精准预防。其实中国的肿瘤发病率占世界的22%,并不比发达国家高,但是死亡率却占到世界死亡率27%。

肿瘤早筛向来被认为是拦截癌症的重要手段,然而在过去受技术所限,肿瘤早筛在国内难以得到普及。随着越来越多的靶向药物进入国家医保,而靶向用药必须做基因检测,肿瘤基因检测的需求也随之大幅增长。

检测新冠变种,基因测序技术借助AI腾飞

3. 预测孕期糖尿病

中国每年约有1260万人备孕,1800万孕产妇,在这其中,孕期糖尿是最不起眼,最不受人重视,而又极度危险的敌人,严重病例可以引发胚胎死亡。

阿里云同吉林省妇幼保健院、青梧桐健康基因合作,推出的基于人工智能算法的基因检测技术,可用于妊娠糖尿病风险筛查,预测准确率达到了83%。

这套算法能根据孕妇的临床数据和基因数据,预测发病概率,可比传统方法提前12-6周进行干预,将发病率降低65%。

检测新冠变种,基因测序技术借助AI腾飞02 云计算+AI:基因测序的加速器

2016年,华大基因在阿里云计算平台部署的服务产品BGI Online国内beta版本正式上线,希望能够在2020年以前,用24小时完成一个人全基因组测序和分析。

2020年年初,BGI Online平台创下新的世界纪录:仅用15分钟,即可完成一个高精度的个人全基因组测序全流程。此前,科学界普遍需要120个小时才能完成类似流程,此次加速解码意味着人类向精准医疗迈出了重要一步。

检测新冠变种,基因测序技术借助AI腾飞

1. 天然的大数据

基因组学数据是“天然”的大数据,人一生的基因数据的管理和存储数据量相当庞大;同时,所有的人工智能前提都是大量的数据训练,放在基因检测领域,大量数据训练的前提则是有大量数据产生。

通过阿里云平台,可以降低数据分析门槛、简化用户操作,让数据获取更加便捷。

简洁易用的界面和高度安全的特性,使医生和研究者们可以把管理数据、硬件维护等繁杂的工作交给BGI Online和阿里云,从而更专注于他们要解决的科学和临床问题。

检测新冠变种,基因测序技术借助AI腾飞

这也意味着,对于科研院所、医疗机构及中小型基因行业创业公司来说,只要拥有基因数据,不必自建和维护昂贵而复杂的计算、存储平台,通过BGI Online便可以解码神秘基因背后的奥秘。全球最大的基因组学研发机构华大基因打开了基因行业这扇神秘大门,让基因行业变得“触手可及”。

2. 开启云上算力

由于人类全基因组检测数据达到近10G,以国内某机构每天产生的数据量300T至600T计算,如此规模的数据量对存储系统的容量提出了极高的要求。

从数据量来看,DNA测序每年能够产生大约150PB的数据,如果将这些数据存储在DVD中,刻录出来的DVD高度能够达到2.5英里。

检测新冠变种,基因测序技术借助AI腾飞

从计算量来看,在对百万人的基因数据进行遗传结构分析时,需要把每一个人与剩余的所有人进行遗传距离计算,这个计算量是巨大的,计算复杂度已经远远超出了传统计算条件下硬件设备所能承受的能力范围。

借助阿里云MaxCompute,可以在几小时内就可以把一个人与十万人中所有遗传距离进行计算,计算成本大幅降低至1000美金以内,大大提高了计算效率。

3. 深度学习算法

我们每个人的基因组只有千分之一的差异,形成了每个人的多样性,但是偶尔也有一些小的突变,带来一些遗传病。

大多数疾病由多个位点控制。位点与位点之间有着复杂的关联,不同位点的变异组合可能会形成不同的疾病亚型。

在浩如烟海的DNA序列中,比对识别出发生突变的基因位点,单单依靠人力,很难理清疾病与位点的对应关系。

检测新冠变种,基因测序技术借助AI腾飞

例如孕期糖尿病的液体活检不复杂,复杂的是用人工智能技术做某一病种的基因比对,并进行准确的预测。人工智能通过数据预测孕妇是否能得糖尿病,比较患病和健康的数据。

在多个疾病的(大数据运算)测试中,机器能够深度学习并掌握人眼观察图像、识别差异的能力,快速提高诊疗工作效率。

03 基因测序市场未来可期

中国是全球第一人口大国,在基因测序领域拥有巨大的市场,消费级市场火爆,在研究和医疗领域也屡有成绩。

但是也不能忽视,基因数据库样本量、基因组数据解读的精准度上的不足是基因测序需要解决的瓶颈问题。

如果基因测序是生命的天气预报,那人工智能就是天气预报的超级汽车引擎,云计算则是基因测序的高速公路,以前两天跑完的路程现在一小时就能跑完。

基因检测需要庞大的数据库和计算力支撑,人工智能的快速迭代可以让预测的准确度越来越高,云计算和人工智能是基因检测必然的未来。

检测新冠变种,基因测序技术借助AI腾飞结语

1990年,整个人类基因组首次被测序,耗资27亿。30年后的今天,得益于测序技术和云计算技术的成熟,一次全基因组测序的成本降到了数百美元。

数据、算力、算法,大大降低了人类解码未知世界的门槛,让解锁“生命之谜”的期待越来越近。

更多阿里云研究中心出品的关于阿里巴巴集团数字化实践、云计算、大数据、人工智能、物联网等前沿科技的最新趋势研究报告,请您关注“阿云研究”微信***。