文章编号：209 / 更新时间：2024-11-28 22:10:09 / 浏览：次

根据中国科学院空天信息创新研究院官网消息，空天院张泽研究员团队首次实现像素分割成像，成功开发出超采样成像技术。该技术能够显著提升图像传感器的像素分辨率和成像质量。相关研究成果发表于《激光与光子学评论》杂志。

什么是超采样成像？

空天院团队负责人、研究员张泽说，数字图像传感器的工作原理本质上是对光场进行采样显像的过程，类似于传统的胶卷。根据奈奎斯特采样定律，一个信息光场周期至少需要两个像素采样才能不丢失信息，因此图像传感器的像素分辨率是图像显示的细节极限。

超采样成像是突破像素分辨率极限，利用少数像素传感器实现大规模像素显像能力的技术。自从数字图像传感器取代胶卷以来，成像技术一直受传感器采样极限的困扰。人类制造的数字图像传感器（最小感光单元为像素）在像素尺寸、数量规模和响应均匀性上远不及胶卷（最小感光单元为卤化银分子）。依据当前的制造水平，数字图像传感器的像素分辨率和成像质量难以大幅提升。

超采样成像技术绕过了芯片制造水平的限制，为突破像素分辨率成像提供了一条鲁棒性很强的技术途径。鲁棒性指的是在面对内部结构或外部环境改变时，仍然能够维持其功能稳定运行的能力。超采样成像技术具备这样的稳定性。张泽介绍道。

实现原理

在实现原理上，空天院科研团队采用稳态激光技术扫描数字图像传感器，通过稳态光场表达式和输出图像矩阵的关联关系，精确求解出了图像传感器像素内量子效率分布。当使用相机拍摄动态目标，或者移动相机拍摄静态场景时，利用获取的像素内量子效率和像素细分算法，即可以突破原始像素分辨率，实现超采样成像。

据悉，稳态激光技术是由该团队首创的锋芒稳态激光技术演化而来，在原理上具有极稳定的光场形式。

性能提升

超采样成像技术目前可以把像素规模提高5×5倍，即利用1k×1k的芯片可以实现5k×5k像素分辨率的成像。并且随着标校精度的进一步提升，像素分辨率还具有进一步的提升空间。

张泽科普地介绍，打个比方，原有像素是一个方块，通过该技术可以将像素分割，等效变成25个像素（方块），对应着像素规模提升了25倍。

应用前景

该项技术具有很大的应用发展潜力。以红外图像传感器为例，市场化的成像芯片分辨率一般在2k×2k以下，3k×3k、4k×4k的成像芯片尚未有成熟的商用产品，而采用超采样成像技术则可以利用2k×2k芯片实现8k×8k以上的像素分辨率，这在光学遥感、安防等成像领域具有广阔的应用前景。

试验成果

目前，该技术已分别在室内、室外对无人机、建筑、高铁、月亮等目标进行了成像试验，显示了良好的技术鲁棒性。

该项研究为突破数字图像传感器的成像极限提供了新的技术途径，有望在图像传感、光学遥感、安防等领域得到广泛应用。

相关标签： 采样、 张泽、 稳态、 光场、 空天院、 分辨率、 成像、 像素、 分辨率、 技术、 图像、 分割、 张泽、 我国、 传感器、

本文地址：http://dy.qianwe.com/article/209.html

上一篇：我国将实现人类首次火星样品返回克年前后带...
下一篇：东方小孙能否成为下一个董宇辉东方甄选流量...