超高速、高對比度攝像頭：和無人駕駛汽車更搭配！

導讀

無人駕駛汽車和無人機對於攝像頭要求很高，要求它能夠應對複雜路況和極端天氣條件，實時高效處理圖像數據，捕捉物體最細微的運動等等，普通攝像頭往往無法勝任。最近，新加坡南洋理工大學的科學家發明了一種「超高速」、「高對比度」的攝像頭，可以很好地滿足這些需求，商用潛力無限。

(圖片來源：新加坡南洋理工大學)

簡介

這項技術由新加坡南洋理工大學電氣和電子工程系的助理教授 Chen Shoushun 開發，這種新型攝像頭命名為「Celex」，現在還處於原型設計階段。

Chen 助理教授在上個月於美國召開的國際電子成像研討會（EI 2017）上展示了Celex 技術原型，並且得到了與會的學術和產業界精英的普遍讚許。這項技術也在 IEEE 的兩個學術期刊上進行了發表。

這種新型攝像頭內置有獨特的電路，能夠實時分析捕獲的場景，同時突出重要物體和細節，以「納秒」間隔記錄場景之間的光線強度變化，比傳統攝像頭速度快很多，同時記錄圖像所用的數據格式也小很多倍。

在強光條件下，普通光學攝像頭無法分辨出黑暗環境中的細節。然而，這種智能攝像頭卻可以做到，而且還能實時地記錄物體最細微的運動。

該攝像頭效果的具體圖片展示如下：

普通攝像頭和Celex 技術拍攝到的圖像對比

(圖片來源：新加坡南洋理工大學)

更有效的數據利用

(圖片來源：新加坡南洋理工大學)

高速運動物體拍攝

打壁球，可以捕捉到球的運動。

(圖片來源：新加坡南洋理工大學)

打高爾夫球，也可以捕捉到揮杆一瞬間球的運動。

(圖片來源：新加坡南洋理工大學)

低光環境

(圖片來源：新加坡南洋理工大學)

高對比度光線環境

(圖片來源：新加坡南洋理工大學)

對於這種新型攝像頭為什麼能達到如此效果，Chen 助理教授解釋道：

「我們的新型攝像頭可以成為無人駕駛汽車的一個重要安全工具，因為它比光學攝像頭速度快很多，在分析和處理視頻反饋時並沒有延遲。通過持續追蹤功能和場景即時分析，它彌補了現有光學和激光攝像頭的不足，幫助無人駕駛汽車和無人機能夠避免意想不到的碰撞，這些事故通常發生在幾秒之內。」

原理

這種獨特的攝像頭感測器具有「幾百萬」個像素點，感測器位於這些像素點上，記錄光信息，從而形成最終的圖像。

高速視頻攝像頭每秒可記錄高達「120幀」的畫面或者圖像，產生「千兆位元組」的視頻數據，經計算機處理後，幫助無人駕駛汽車觀測並分析周圍環境。

無人駕駛汽車觀測到的環境，和採取相應的必要動作之間存在延時，這是因為對於越複雜的環境來說，視頻數據的處理就會越慢。

為了實時處理視覺數據，該攝像頭專利技術使用感測器記錄單個像素點之間的光強度差異，減少了數據輸出。它避免了捕捉整個場景，從而增加了攝像頭的處理速度。

該攝像頭內置了處理器，以便實時分析數據流，區分前景對象和背景，這也被稱為「光流計算」。這種創新讓無人駕駛汽車，能更加實時地應對任何接近的汽車或者障礙物。

商業化

Chen 助理教授和他的研究引起了業界的強烈興趣，所以他們單獨成立了一個創業公司名為「Hillhouse Tech」，以便商業化這項新型攝像頭技術。

(圖片來源：新加坡南洋理工大學)

Chen 助理教授希望這項新型攝像頭技術，能夠在今年底商業化。現在，他們已經在與全球電子製造商進行對接洽談。

參考資料

【1】http://media.ntu.edu.sg/NewsReleases/Pages/newsdetail.aspx?news=d9876ddd-1ef9-4886-8eef-0630a39afb41