中国科学院空天院团队首次实现像素分割成像，开发超采样成像技术提升图像质量

进不了网站？换个网络试试！

图为超采样成像技术的流程示意图。

什么是超采样成像？航天所研究员、团队带头人张泽表示，数字图像传感器的工作原理本质上是一个采样和展开光场的过程，与传统胶片类似。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，以避免丢失信息。因此，图像传感器的像素分辨率是图像显示的细节限制。超采样成像是一种突破像素分辨率限制，利用少数像素传感器实现大范围像素成像能力的技术。

自从数字图像传感器取代胶片以来，成像技术一直受到传感器采样限制的困扰。人类制作的数字图像传感器（最小感光单元是像素）在像素大小、数量规模和响应均匀性方面远远不如胶片（最小感光单元是卤化银分子）。按照目前的制造水平，数字图像传感器的像素分辨率和成像质量很难大幅提高。超采样成像技术绕过了芯片制造水平的限制，为突破性像素分辨率成像提供了高度稳健的技术方法。 “鲁棒性是指面对内部结构或外部环境的变化，其功能能够保持稳定运行。超采样成像技术就具备这样的稳定性。”张泽说。

在实现原理上，航天院科研团队利用稳态激光技术对数字图像传感器进行扫描，通过稳态光场表达式之间的相关性，精确求解图像传感器像素内的量子效率分布。和输出图像矩阵。当使用相机捕捉动态目标，或者移动相机捕捉静态场景时，可以利用所获得的像素内量子效率和像素细分算法突破原有的像素分辨率，实现过采样成像。据悉，该稳态激光技术是由团队首创的尖端稳态激光技术演化而来，原理上具有极其稳定的光场形式。

超采样成像技术目前可以将像素尺寸提高5×5倍，即使用1k×1k芯片，可以实现5k×5k像素分辨率的成像。并且随着标定精度的进一步提高，像素分辨率还有进一步提升的空间。张泽通俗地介绍说，比如原始像素是一个正方形。通过这项技术，像素可以分为25个像素（正方形），相当于像素尺寸增加了25倍。