数字图像传感器的像素规模与性能是影响天文、遥感等领域成像质量的核心。当前，图像传感器芯片制造已趋近技术极限。中国科学院空天信息创新研究院张泽研究团队首次提出超采样成像概念。近日，相关研究成果发表在《激光与光子学评论》（Laser & Photonics Reviews）上。
数字图像传感器的工作原理本质上是对光场进行采样显像的过程，类似于传统的胶卷。根据奈奎斯特采样定律，一个信息光场周期至少需要两个像素采样才会不丢失信息。因此，图像传感器的像素分辨率是图像显示的细节极限。超采样成像是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。
自数字图像传感器取代胶卷以来，成像技术一直受到传感器采样极限的困扰。人类制造的数字图像传感器在像素尺寸、数量规模和响应均匀性上不及胶卷。依据目前的制造水平，数字图像传感器的像素分辨率和成像质量难以大幅提升。超采样成像技术规避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鲁棒性很强的技术途径。
在实现原理上，该团队采用稳态激光技术扫描数字图像传感器，通过稳态光场表达式和输出图像矩阵的关联关系，精确求解出图像传感器像素内量子效率分布。当使用相机拍摄动态目标或者移动相机拍摄静态场景时，通过获取的像素内量子效率和像素细分算法，可以突破原始像素分辨率，实现超采样成像。稳态激光技术是由该团队首创的锋芒稳态激光技术演化而来，在原理上具有极稳定的光场形式。
超采样成像技术目前可以将像素规模提高5×5倍，即利用1k×1k的芯片可以实现5k×5k像素分辨率的成像。随着标校精度提高，像素分辨率具有提升空间。打个比方，原有像素是一个方块，通过这一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。
该技术具有广阔应用发展潜力。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，在光学遥感、安防等成像领域具有应用前景。
目前，这一技术在室内、室外对无人机、建筑、高铁、月亮等目标进行了成像试验，展现出良好的技术鲁棒性。
超采样成像技术流程示意图
? 张焕乔（1933—） 1933年12月23日生于重庆。1956年毕业于北京大学物理系。1997年当选为中国科学院院士。中国原子 全球陆地生态系统通过光合作用每年吸收近1/4人类活动排放的CO2，在减缓全球变暖中发挥了作用。而随着全球范围内极端高温事件频率和强度的持续增加，陆地生态系统的CO2吸收能力受到挑战。当前，相关研究聚焦于持续时 新华网北京11月14日电 今日，教育部举办新闻发布会， 教育部职业教育与成人教育司司长彭斌柏介绍了我国职业教育改革发展的总体情况。彭斌柏介绍，党的十八大以来，在以习近平同志为核心的党中央坚强 学龄前时期是儿童身心发展的重要阶段，学前教育是国民教育体系的重要组成部分。习近平总书记强调：“要加强对基础教育的支持力度，办好学前教育。”为实现“幼有所育”，规范和促进学前教育发展，满足 中国教育新闻网讯(记者 李小伟）11月4至5日，第二届山东省幼儿体育大会在风景秀丽的临沂奥体公园体育馆举办。临沂市幼儿体育试点园优选体育游戏展示；各显神通、力拔山河、腰旗橄榄球、手球等试点 “我要做三个香包，送给爸爸、妈妈和外婆！”幼儿小花（化名）在家长义工的帮助下，将研磨好的香材放入布袋中，小小香包承载了亲子间浓厚的温情。走入广州市越秀区东方红幼儿园，一轮“明月”耀眼夺目，两只 。本文链接：科学家研发出超采样成像技术 实现像素“分割”成像http://www.sushuapos.com/show-12-450-0.html
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