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
-
- “双节”消费92.7亿元 北京是怎么做到的
- 前7月广州海关关区企业对非洲进出口贸易超578亿元
- 首届链博会签署合作协议、意向协议200多项 涉及金额1500多亿元
- 专家学者:闽台批信是“两岸一家亲”的历史明证
- 海南高校加快培养自贸港建设专业人才
- 广东台山培育出优质油甘树苗 未来“油甘自由”可期
- 嘉陵江利泽航运枢纽工程船闸正式通航
- 意大利城市米兰实施全国最严户外禁烟令
- 音悦台回归 在线音乐物是人非
- 打着“暑期工”专招老人的幌子实施诈骗 这类情况要警惕
- 6月份中国销售彩票同比增长52.4%
- 耕作学博士:我为海南橡胶树寻找“种植搭子”
- “65万买上海181平精装修”?网络假房源又有新套路,该管管了!
- 祈祷!“刘三姐”黄婉秋病危昏迷 网友重温经典:60多年后仍不过时
- 中国上市传媒企业去年利润大增 游戏影视等子行业亮眼
- 江西73岁老中医悬壶济世五十余载 古稀之年初心不改
- 生态环境部:稳妥有序推进全国碳市场建设
- 2023年全国平均气温10.71℃ 为1951年以来历史最高
- 质升量稳 一组数据看我国前9个月外贸表现
- 第五届国际道教论坛:道教正逐步走向世界
- 热门推荐
-
- 广西医科大学举行庆祝建校90周年大会
- 法国东南部遭遇强降雨已致5人丧生 仍有3人下落不明
- 中国央行降准0.5个百分点 下调支农再贷款等政策工具利率
- 剧集推出电影版,是门好生意
- “带病运行”的大厦与“失守”的监管
- 2022年上海文物艺术品市场交易规模达128.53亿元
- 三个关键词看懂链博会2.0
- 女子出生就与家人离散 分别36年后与父母团圆
- 发改委:国内汽、柴油每吨分别下调415元和400元
- 助力艺术赋能乡村 陕西开展“百名艺术家乡村行”活动
- 上海污水日处理能力超过1000万吨
- 辽宁大连:大型原创交响组歌《大连大合唱》首演
- 中国新西兰合作抗震建筑研究“获突破性进展”
- 智能养殖 让大闸蟹升级
- 全国“游购乡村·欢乐大集”宁夏主场活动启幕
- (中国新貌)天水:千年古城的时尚蝶变
- 联想拯救者四款AI PC新品齐发 首发价7299元起
- 俄罗斯一架直升机坠毁 已致6人死亡8人重伤
- 甘肃18岁视障女孩:阅读和朗诵让我“看”到广阔世界
- 富德生命人寿“小海豚计划”公益支教走进湖北恩施