数字图像传感器的像素规模和性能是影响天文、遥感等领域成像质量的核心。就如何突破当前芯片制造水平的限制，提升像素分辨率，中国科学院空天信息创新研究院张泽研究团队首次提出了“超采样成像”的概念，即通过将像素“分割”，大幅提升数字图像传感器的像素分辨率和成像质量，相关成果近日在《激光与光子学评论》上发表。
据介绍，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，而胶卷最小感光单元为卤化银分子，因此数字图像传感器采样在像素尺寸、数量规模和响应均匀性上远不及胶卷。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。超采样成像技术绕过了芯片制造水平的限制，为突破像素分辨率成像提供了一条有效的技术途径。
△图为超采样成像技术流程示意图
超采样成像技术目前利用1k×1k的芯片可以实现5k×5k像素分辨率的成像，打个比方，原有像素是一个方块，通过该技术可以将像素分割，等效变成25个像素方块，对应着像素规模实现提升25倍。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。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。
研究团队专家表示，该项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。
（总台央视记者 帅俊全 任梅梅）
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