北京
近日，中科院西安光机所与西安电子科技大学组成的联合团队在极端光照视觉感知领域取得关键突破，研制出的国内首款面向工业极端场景的实时逆光成像相机(以下简称“相机”)已在航天科技集团等单位完成多场景试验验证。这标志着我国逆光成像技术正式从实验室原理验证迈入工程化应用新阶段，为强逆光环境下的视觉感知任务提供了自主可控的核心技术方案。
“动态范围”是决定逆光成像能力的核心指标。传统成像系统动态范围在面对强逆光时，高亮背景光会让感光元件快速饱和“过曝”。为弥补这一缺陷，行业传统方案多采用多帧合成(如HDR)或事件相机路线，前者面对高速运动物体或需实时反馈的工业场景，易出现画面拖影、错位，后者虽响应速度快，但成像分辨率有限。
针对行业痛点，研究团队摒弃了传统“先成像、后修补”的被动处理路径，创造性地提出“光场像素级智能调控”技术范式，首次将主动光场调控理念深度耦合于成像链路，通过设计新型二次成像光学系统并嵌入光场智能调控算法，实现光学调制与探测器响应的协同优化，在实时性、动态范围和细节还原能力上，相较传统方案实现了代际跨越。
嵌入光场智能调控算法的新型二次成像光学系统能够针对强光过曝区域自动实施光学衰减，针对暗弱前景区域同步增强信号增益，就像为相机的每一个感光像素都配备了独立的智能调光开关，无需多帧拍摄与后期合成，单次曝光即可直接输出高动态、高保真的逆光场景图像。
经多轮测试，该相机核心动态范围超过180dB，实现10亿倍亮度跨度，可在正对太阳的极端强光下清晰捕捉不发光无人机的暗部细节，相当于在火箭发射的轰鸣中，仍能分辨蚊子振翅级别的微弱信号。
面向实际工业应用需求，团队同步攻克光学畸变抑制技术和逆光场景下小目标智能识别技术，通过像素级动态配准算法补偿逆光条件下复杂光路引入的几何失真，确保成像几何精度与动态范围同步达标，为目标检测、识别与跟踪提供可靠数据源。
未来，团队将持续深化计算光学与智能感知的融合创新，推动系统集成小型化与智能化，着力构建“全光照条件自适应”的下一代视觉成像架构。
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