北青-北京頭條記者從位於中關村科學城的智源研究院獲悉，超高速脈衝視覺感知晶片、相機和系統的研發專案已經完成，目前已進入產業化階段。該項研究成果實現了超高速連續成像和高速目標實時檢測跟蹤識別。據悉，使用脈衝相機能夠在運營高鐵上清晰拍攝對側相對速度700公里/小時的會車高鐵。
脈衝相機模擬人類等靈長類動物視網膜編碼的原理，能打破傳統相機的“幀率天花板”，解決傳統影片因幀率限制而無法記錄高速運動過程，甚至對瞬間突然出現的物體“視而不見”等缺陷，實現超高速連續成像和高速目標檢測跟蹤識別。
“電影畫面每秒24幀，電視畫面每秒30幀，它們都是利用了人類視覺暫留的生理特性。隨著時代的發展，人們及機器裝置對影象識別有了更高的要求，相較於傳統相機對於光學資訊的記錄方式，亟需一次革命。”專案牽頭人、北京大學教授、智源研究院院長黃鐵軍介紹，目前傳統相機所拍攝的影片，其實是靜止影象的序列，並不是對物理過程的完整記錄，其中損失了兩幀影象間隔中的資訊。
現有相機成像原理這種不夠智慧、對高速執行的物件捕捉能力有限的特點，所導致的缺陷有很多。轉瞬即逝的電火花、呼嘯而過的子彈、高速旋轉的乒乓球……普通相機由於幀率限制，無法清楚拍攝到這些物體超高速運動的畫面。黃鐵軍介紹，脈衝相機則可以模擬靈長類視網膜編碼原理，每個畫素獨立將光訊號轉換成位元流，準確記錄一段時間內光線變化的完整過程。
目前，黃鐵軍團隊開發的第一款超高速脈衝視覺感知晶片設定的取樣頻率是4萬赫茲，比人類視覺和普通相機快1000倍。通俗來看，這種技術只需要利用一臺膝上型電腦的算力，就能實時追蹤識別超聲速目標。
研發團隊還採用脈衝神經網路開發了相應的超高速目標實時檢測跟蹤演算法，利用膝上型電腦算力，就能實時追蹤識別高速風扇葉片上的文字，並驅動鐳射器實時擊中，據此測算，只要光學系統執行，這一系統已經能夠跟蹤識別所有可能的高速運動物體。
據悉，具備“高速、實時、智慧”等特點的超高速脈衝視覺晶片和系統將可廣泛應用於高鐵、電力、製造等工業監測場景，自動駕駛和車路協同等領域，還可用於高速手機攝像頭等消費電子領域，未來有望替代傳統影片系統。
文/北京青年報記者 王斌
編輯/彭小菲
