如影随形

“计算镜头”实现全景图像清晰成像

发布时间：2025-11-10 09:12编辑：bet356亚洲版本体育浏览（198）

科技日报记者 张嘉欣 美国卡内基梅隆大学研究团队研发出一种“计算镜头”，无论场景距离多远，都能保持整个图像的焦点。这一突破预计将改变摄影、智能手机甚至显微成像镜头的设计。相关论文发表在2025年计算机视觉国际会议（ICCV）上，并获得最佳论文荣誉奖。从眼前的花瓣到远处的树林，画面中的每一个细节都同样清晰。这样的画面是人们多年来梦想的理想。现在，这一愿景正在成为可能。 传统镜头只能在一个平面上精确对焦，前后瞄准镜模糊。尽管缩小光圈可以增加景深，但它会使图像变暗并产生导致对比度的“光学模糊”。所以研究团队想要挑战一个基本问题：镜头是否必须聚焦在单个平面上？他们想象如果镜头能够“弯曲”焦点以适应面前世界的形状，会发生什么。研究团队提出的“计算镜头”结合了光学元件和控制算法，可以让图像的不同区域独立聚焦。该设计基于一种称为“洛曼镜”的光学结构，其中两个曲面镜片相对移动以实现焦距调节。该团队添加了“相位空间光调制器”，可以精确控制光像素级别的弯曲，从而可以同时清晰地成像不同深度的场景。该系统采用两种自动对焦方式：第一种是Detection检测自动对焦，将图像划分为若干个“超像素”区域，每个区域独立寻找使其清晰的焦点位置；第二种是相位检测自动对焦，它使用“du改进后的系统可以以每秒21帧的速度快速对焦，即使在动态场景中也能保持清晰度。这两种方法的结合值得为每个像素提供一个自己的小型可调节镜头。这项技术的应用前景广阔。除了摄影之外，它还可以让显微镜一次捕获生物样本的完整侧面，帮助自动驾驶车辆更清晰地识别环境，还可以通过增强现实和虚拟现实系统带来更真实的深度体验。研究人员表示，“计算镜头”代表了一种新的光学设计理念，有望改变未来相机和机器“看世界”的方式。