“看得广”更“看得清” 复旦大学科研团队成功研发五亿级像素云相机

2019-09-23 11:15 新华网

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新华社上海9月22日电 “从上海中心的合适位置,整个外滩的人流细节都能看得一清二楚。”使之成为可能的,是复旦大学科研团队领衔攻关的五亿级像素云相机系统。基于这一系统研发的五亿像素智能视频瞭望相机已亮相第21届中国国际工业博览会。

五亿级像素相机拍出照片会是什么样?复旦大学微电子学院教授、该科研团队负责人曾晓洋介绍说,这意味着相机能捕获极其细致入微的图像细节,即便在几万人的体育场内,拍摄一幅全景照片也可获得每张人脸的清晰图像,如果加上人工智能的助力,还能进行海量数据人脸等目标的检测与识别,瞬间发现特定目标。

“看得清和看得广,对传统相机来说是一对矛盾。把两千万像素分配到一万个人身上,每个人像就只有20个像素,一定无法看清楚人体目标了。”曾晓洋表示,“超远距离拍摄”“超高清细节”“超快速成像”这三个条件要想同时成立,还得从大幅提高相机像素入手。五亿级像素云相机系统的出现,从技术层面打破了传统拍照的定式规则,实现了“不可能”。

据了解,几年前,国外研发出世界上第一台亿级像素相机,其运用的“阵列外拼接成像原理”将千万级像素照片进行软件拼接,CMOS图像传感器呈阵列式分布,相互错开、互补排列,最终通过后续软件图像拼接得到完整的大视场超高分辨率视频和图像。但高像素光学镜头的阵列排布大大增加了相机体积。“照此思路,当像素提升到五亿级时,相机系统体积会非常大,并且实时视频拼接几乎不可能实现。”曾晓洋说。

经过长期研究,科研团队实现了一种创新性的亿级像素成像技术。同样还是拼接成像原理,但使用共心复合尺度的光学成像方案,将阵列式的光学成像镜头大幅缩减为“一”,采用两级分光成像来进行多路CMOS图像传感器成像。

除了超高分辨率照片,这款高性能云相机还能拍摄同样分辨率的实时视频。实时视频对相机的计算速度和运行效率都提出了更高要求:每次成像都是上百张千万级像素的照片高精度无缝拼接而成,而连续视频应该在每秒25帧画面,相当于在一秒钟内把拼接成像过程重复至少25次。目前,团队研发的三/五亿像素的云相机系统实现了“共心复合尺度光学成像”和“硬件亿级像素实时视频图像拼接”,十亿级及以上像素的云相机系统关键技术也处于攻关状态。

团队科研人员也指出,超高像素云相机因为“超远距离”“高清成像”的特性,也对个人隐私保护提出了高要求。“海量视频图像数据的获取必须得到强有力的监管。”

责任编辑:张思宇(QX0007)  作者:吴振东