德國埃爾朗根-紐倫堡大學(Friedrich-Alexander-Universit?t Erlangen-Nürnberg)開發(fā)的高時空分辨率“智能”相機在高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、節(jié)約型社會和環(huán)保領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。

研究人員開發(fā)的高分辨率多光譜相機原型

據(jù)麥姆斯咨詢報道，德國埃爾朗根-紐倫堡大學(FAU)多媒體通信和信號處理專業(yè)的一組研究人員開發(fā)了一種智能相機，它不僅可以實現(xiàn)高的時空分辨率，還可以同時實現(xiàn)高光譜分辨率。這種相機有著廣泛的應(yīng)用，可以改善環(huán)境保護和資源循環(huán)利用，以及自動駕駛和現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)。該研究成果已經(jīng)在開放獲取(open access)期刊上發(fā)表。

Jürgen Seiler博士說：“此前，成像領(lǐng)域的研究主要集中在提高空間和時間分辨率上，即像素數(shù)或每秒拍攝的圖像數(shù)量。相機的發(fā)展，很大程度上其光譜分辨率一直在被調(diào)整以匹配人類視覺，僅對應(yīng)測量紅色、綠色和藍色光。因此，更多的信息往往被隱藏在其它光譜中，而這些光譜可以被用于更廣泛的應(yīng)用。例如，我們知道有些動物會利用其它光譜信息進行狩獵和尋找食物?！?/p>

一款相機，“三種”分辨率

Seiler博士與埃爾朗根-紐倫堡大學Kaup教授領(lǐng)導的多媒體通信和信號處理團隊開發(fā)了一種高分辨率多光譜相機，它可以將空間、時間和光譜三種分辨率結(jié)合在一款經(jīng)濟高效的解決方案中，以增強人類的感知能力。

液體檢測和安全跟蹤是多光譜成像的典型應(yīng)用之一。上圖為采用研究人員提出的CAMSI系統(tǒng)拍攝處理得到的圖像。左圖顯示了綠色組分，右圖顯示了950 nm帶通圖像，手臂上的靜脈變得清晰可見，液體的亮度有了變化。

Seiler說：“目前為止，只有利用非常昂貴和復雜的設(shè)備和方法，才能測量紫外、紅外波段或特殊工業(yè)應(yīng)用的單個光譜帶。我們希望開發(fā)出一種高性價比的多光譜相機?！?/p>

在這項研究成果中，研究人員將幾臺廉價的標準相機與各種光譜濾光片連接起來，形成一個多光譜相機陣列。研究助理Nils Genser說：“然后我們進行圖像計算，以整合來自每個傳感器的各種光譜信息。這一新概念使我們能夠僅采用一次拍攝，就可以精確地確定每個物體的材質(zhì)。”

同時，這種新相機在空間、時間和光譜分辨率方面都大大優(yōu)于現(xiàn)有系統(tǒng)。由于采用了多個相機的“多目”拍攝，該系統(tǒng)還可以提供精確的深度信息。這意味著系統(tǒng)不僅可以精確地確定物體的顏色和材質(zhì)屬性，還可以確定它們與相機之間的距離。

自動駕駛和環(huán)境應(yīng)用

自動駕駛是這種新型智能攝像頭的一個潛在應(yīng)用。Seiler說：“我們的新技術(shù)為當前自動駕駛所面臨的各種問題打開了新大門。例如，利用紅外波段，我們可以通過熱特征區(qū)分真人和路標，在夜間駕駛場景中，我們可以更清晰地‘看到’橫穿馬路的動物或行人?！?/p>

這種高分辨率多光譜相機也可以用于保護環(huán)境和節(jié)約資源。Genser說：“不同的塑料在不同的光譜范圍有很大的差異，利用我們開發(fā)的智能相機可以高可靠地檢測分辨。過去，大量的塑料由于具有相似的外觀，而被簡單地焚燒處理，而不是進行有效的分離回收?，F(xiàn)在，我們有辦法對它們進行可靠的分類處理?！?/p>