中国团队在国际上首次测定像素内量子效率 实现超采样成像
中新网北京11月27日电(记者 孙自法)数字图像传感器(CCD、CMOS)的像素规模和性能是影响天文、遥感等领域成像质量的核心。目前,图像传感器芯片制造已趋近技术极限,为提供解决方案,中国科研团队在国际上首次测定像素内量子效率,可以分割像素并实现超采样成像。
中国科学院空天信息创新研究院(空天院)11月27日向媒体发布消息说,该院张泽研究团队首次提出超采样成像概念并予以实现及相关研究成果论文,近日已在《激光与光子学评论》(Laser& Photonics Reviews)上发表。
什么是超采样成像?
张泽研究员解读说,数字图像传感器的工作原理本质上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。
本项研究提出的超采样成像技术,则绕过芯片制造水平的限制,为突破像素分辨率成像提供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。”张泽说。
研究应用前景如何?
在实现原理上,中国科学院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。其中,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。
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。
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。张泽打比方科普称,原有像素是一个方块,通过超采样成像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25倍。
张泽表示,超采样成像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。
目前,超采样成像技术已分别在室内、室外对无人机、建筑、高铁、月亮等目标进行成像试验,结果显示出良好的技术鲁棒性。(完)
-
上一篇
-
下一篇
相关推荐
黑龙江饶河再现野生东北虎足迹
四川内江市市中区发生3.2级地震 震源深度10千米
海南将迎来春节前出岛车客高峰 各港口出岛秩序总体平稳
(新春走基层)“喜迎全运会 瑞蛇贺新春”新春庙会在广州举行
羊角把、牛角、十字扣,春运涨知识→小设计大用途
岁暮冰嬉 寒尽春生 这些“速度与激情”谁看了不想玩一把?
“家门口能挣钱,好日子有盼头”(新春走基层)
国家中医药局:九成以上三级妇幼保健院设置中医类临床科室
湖南零陵腊肉飘香年味浓 供销两旺助增收
春节临近 你的家乡举办哪些活动?一起来寻找年味儿→
新春走基层丨让每一盏车灯都安然明亮 他们是“魔鬼风口”的风雪护路人
中国将386.7万家固定污染源纳入排污许可管理
- 最近发表
-
- 随机阅读
-
- 向勇:科技如何赋能文化?
- 东北华北雷雨频繁 8日起北方“热情”高涨
- 土耳其对叙利亚北部再次发动空袭
- 广西首次开行客车化铁海联运班列
- 2023年青、甘两省卫生应急队伍联合演练举行
- 评论:对于郑成功的历史评价 民进党当局含糊不得
- 联合国秘书长敦促安理会推动避免加沙人道主义灾难
- “弘康说”公益讲座走进成都博物馆 科学防治高血压
- 北京9月起上调最低工资标准
- 植此青绿!广东开展争做绿美守护者活动
- 新疆兵团就业服务日趋完善
- 草原那达慕:传承千年的牧民盛会
- 安徽积极推行电子健康码 今年以来“一码通行”就医2.7亿人次
- “我的企业我的家”
- 山东莒南烙画传承人:以火为墨绘丹青
- 电影《望道》:民盟先贤陈望道的朋友圈
- 第148次中老缅泰湄公河联合巡逻执法行动结束
- “上午发货下午就收到”:新疆重型卡车出口中亚一年卖3000多辆
- “无腿女孩”在山东开启大学时光:渴望自由的文学创作
- 西宁经济技术开发区大容量聚合物PACK产线项目开工建设
- 热门推荐
-
- (经济观察)中国擦亮外贸企业“金字招牌”
- 三伏天怎么吃,一次给您说明白
- 电影《无负今日》官宣定档 教师节献映传承师道精神
- 福建首艘单体总量最大PTA出口土耳其
- 身体无缘无故出现异常 警惕冠心病
- 波音宣布收购其重要供应商势必锐
- 外媒记者看中国:进博会蕴藏巨大机遇 为各国提供合作平台 | 世界观
- 《2021年度中国医院综合排行榜》榜单“出炉” 专家强调临床创新
- 海南推进处置热带雨林国家公园百万亩人工林
- 这个旅游日,用最“野”的方式,打开云南人的餐桌!
- 美国底特律民众抗议枪支暴力,“孩子们担心活不到25岁”
- 与文旅部直属院团构建战略合作 中国音乐学院艺术实践中心在京成立
- 阿富汗首都喀布尔发生爆炸
- “五一”假期预计人流车流大幅增加 公安部:高度重视安保工作
- 《这一夜碧溪潮生两岸》新书首发
- 藏在长城里的坚守:山西男子十数载记录长城
- 澳大利亚小兄妹钟情中国武术:一起习武风雨无阻
- 中国石化入股哈萨克斯坦最大聚乙烯项目
- 湖南举办文物行业职业技能大赛选拔能工巧匠
- 澳大利亚昆士兰州一男子遭警察多次枪击 生命危急