文章编号：425 / 更新时间：2024-11-29 08:43:49 / 浏览：次

什么是超采样成像？

中国科学院空天信息创新研究院（空天院）的研究员张泽团队开发出一种名为超采样成像的技术，该技术能够突破传统图像传感器的像素分辨率极限，显著提升图像质量。

传统的数字图像传感器的工作原理是通过采样光场来成像，就如同胶卷一样。根据奈奎斯特采样定律，一个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决定了图像显示的细节极限。

超采样成像是利用少数像素传感器来实现大规模像素显像的技术，从而突破了像素分辨率的限制。该技术不受制于芯片制造水平的限制，为提升成像分辨率提供了一种鲁棒性很强的途径。

超采样成像的实现原理

空天院的研究团队采用稳态激光技术扫描数字图像传感器，并利用稳态光场表达式和输出图像矩阵之间的关联关系，精确求解出图像传感器像素内的量子效率分布。

当使用相机拍摄动态目标或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，可以突破原始像素分辨率，实现超采样成像。

超采样成像的优势和应用潜力

超采样成像技术具有以下优势：

• 能够将像素规模提高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。

• 像素分辨率具有进一步提升的空间，可通过提升标校精度来实现。
• 该技术具有鲁棒性，在面对内部结构或外部环境改变时仍能保持稳定运行。

超采样成像技术具有广阔的应用前景，特别是红外图像传感器领域。

• 市场化的红外成像芯片分辨率通常在2k×2k以下，3k×3k和4k×4k的成像芯片尚未有成熟的商用产品。超采样成像技术可以利用2k×2k芯片实现8k×8k以上的像素分辨率，在光学遥感和安防等成像领域具有重大应用价值。

实验结果

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，显示出良好的效果。

结论

超采样成像技术是中国科学家的一项重大突破，将显著提升数字图像传感器的成像质量，在红外图像传感器、光学遥感、安防等领域具有广阔的应用前景。

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