央廣網南京8月8日消息(記者王錫斐)“傳統三維成像就像拍一張照片換一個姿勢,投影設備投一次圖案,相機拍一次,速度完全被硬件幀率限制!蹦暇├砉ご髮W博士生陳文武介紹。長期以來,超高速三維成像一直被硬件“卡脖子”:想要拍得快,就得用昂貴的高速相機,不僅成本昂貴,還可能犧牲成像精度,而普通工業相機雖然便宜,幀率卻根本追不上高速運動的物體。
舉個例子,當渦扇發動機葉片以每分鐘9600轉的速度呼嘯旋轉,肉眼所見只剩一片模糊的殘影,普通相機根本來不及捕捉這轉瞬即逝的動態。但是,在南京理工大學智能計算成像實驗室內,陳錢、左超教授團隊的科研人員用一臺幀率僅625Hz的普通工業相機,就將這片“影子”轉化為每秒10000幀的清晰三維動態影像——葉片的每一次轉動、每一處細微形變,都能夠被精準定格。
這不是科幻電影里的“黑科技”,而是南京理工大學智能計算成像實驗室陳錢、左超教授團隊在三維成像領域深耕十余年的最新成果——基于雙頻角度復用的條紋投影輪廓術(DFAMFPP)。該技術借助數字微鏡器件的高速切換能力,在相機單次曝光周期內,像快速翻書一樣投射多組雙頻條紋圖案,把16個不同時刻的三維信息“打包”進一張照片里,再利用自主研發的“數論展開算法+深度神經網絡”,如同破譯密碼般從這張“復用照片”中精準提取出16個時刻的三維數據,最終讓普通相機實現了遠超自身硬件極限的成像速度!熬拖癜岩槐竞窈竦臅鴫嚎s成一張A4紙,再完整還原出來。”陳文武形象地介紹。
超高速三維成像系統(央廣網發 南京理工大學智能計算成像實驗室供圖)
據了解,這項融合了物理模型與深度學習的新技術,實現了超越相機幀率16倍的超高速三維成像,為航空航天、智能制造等領域裝上了“火眼金睛”。未來,這項技術還將走進日常生活,借助高速三維成像技術,手機人臉識別突破傳統二維靜態識別的局限,可實時捕捉面部深度變化與微運動特征,大幅提升活體檢測精度與防偽能力。昆蟲學家能借助它觀察蜜蜂翅膀每秒數百次的振動細節,揭開生物動力學奧秘。

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