戍天九思：我国成像技术重大突破！军事应用潜力巨大！

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　　据11月27日《科技日报》报道，中国科学院空天信息创新研究院张泽研究员团队首次实现像素“分割”成像，成功开发出超采样成像技术。该技术能够显著提升图像传感器的像素分辨率和成像质量。相关研究成果发表于著名国际期刊《激光与光子学评论》杂志。

　　像素“分割”成像技术——突破成像极限的创新

　　数字图像传感器的像素规模和性能，是影响天文、遥感等领域图像成像质量的核心要素。在当前的芯片制造水平下，数字图像传感器的像素分辨率和成像质量已臻极限，难以大幅提升。超采样成像是一种能够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。据张泽介绍“这项技术能够绕过芯片制造水平的限制，为突破像素分辨率成像提供了一条稳定性很强的技术途径。”

　　张泽团队开发的超采样成像技术，目前可以把像素规模提高5×5倍，即利用像素分辨率为1000×1000的数字图像传感器可以实现5000×5000像素分辨率的成像。同时，随着标校精度的进一步提升，该像素分辨率还有进一步提升的空间。张泽解释说“打个比方，原有像素是一个方块，通过我们的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了25倍。”

　　以红外图像传感器为例，市场化的成像芯片分辨率一般在2000×2000以下，3000×3000、4000×4000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就可以利用2000×2000的芯片实现8000×8000以上的像素分辨率。

　　张泽表示，目前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，显示了良好的技术稳定性。

　　中国的像素“分割”成像法优于美国的提高采样频率法

　　超采样成像技术基于稳态激光技术扫描数字图像传感器，精确求解像素内的量子效率分布，适用于拍摄动态目标或移动相机拍摄静态场景。

　　像素“分割”成像技术是一种全新的超采样成像技术，它通过在每个像素上划分为多个子像素，并在这些子像素上进行多次采样，从而获取更准确的像素强度信息，从而提高图像的细节和清晰度。目前，该技术可使像素规模提升25倍，可以显著提高图像的分辨率和清晰度。下一步，该技术还有很大提升空间。

　　笔者深入了解发现，《激光与光子学评论》是著名国际期刊，能在这种权威期刊上发表论文，说明该超采样成像技术已经达到国际先进水平！目前，美国的超采样技术主要是通过提高信号采样频率来提升信号质量，而中国的超采样成像技术则是通过分割像素，提升像素分辨率和成像质量。

　　美国的提高采样频率法，主要是通过增加采集频率来减少噪声影响，从而提高信噪比，但这种方法通常需要在动态信号变化频率低于采样频率的前提下才能有效，其潜力和应用范围相对有限。

　　中国的分割像素成像法既要分割像素，也要对子像素采样提高频率，实际上是在提高采样频率法的基础上增加了分割像素成像法。因此，中国的分割像素成像法比美国的提高采样频率法，在提升分辨率和成像质量方面具有更大的潜力和更广泛的应用前景。

　　看好像素“分割”成像技术的军事用途

　　从张泽研究员团队论文图片看，原来看不清楚的图片，采用像素“分割”成像技术，就看得很清晰了。这种技术在军事领域具有多种用途，主要体现在以下六个方面：

　　一是侦察与监视？。像素“分割”成像技术能够提供高分辨率和高光谱分辨率的图像，使得军事侦察和监视系统能够更精确地识别目标。例如，它可以帮助分析人员判定特定化学品的存在、识别伪装车辆、探测掩埋的路边炸弹等。此外，这种技术还能够快速识别伪装目标、地下目标以及浅海水下目标，从而提高战场环境感知和目标数据获取能力。

　　二是？卫星与无人机应用？。当前，受芯片工艺水平的限制，数字图像传感器的像素分辨率和成像质量难以大幅提升。像素“分割”成像技术推广应用，将大幅提升我国无人机和卫星的分辨率和成像质量，将如虎添翼。

　　三是？目标识别与分类？。像素“分割”成像技术还通过分析目标在不同光谱波段上的特征，可以实现对目标的精确识别和分类。这使得军事指挥官能够区分敌我双方的装备，避免误伤，并对特定国家的装备进行隐蔽性打击。

　　四是？伪装识别？。由于像素“分割”成像技术具有高光谱分辨率，它能够有效识别伪装材料，帮助军队在复杂地形中发现隐藏的目标。例如，在灌木丛中辨别伪装车辆或在地面上探测掩埋的爆炸装置。

　　五是？全天候作战能力？。像素“分割”成像技术能够在各种天气条件下工作，包括夜间和恶劣气候，从而增强军事行动的隐蔽性和抗干扰能力。

　　六是情报收集与分析？。超采样成像技术可以收集大量关于目标的信息，并通过复杂的分析算法进行处理，从而提供更为详细的情报支持。

　　总之，像素“分割”成像技术在军事领域的应用非常广泛，从侦察监视到目标识别，再到情报收集和全天候作战能力的提升，都显示出其不可替代的重要作用。