“计算光学成像的探索者”-中关村企业借你一双慧眼
2019.6.25
目前，上亿像素大阵列复眼成像技术的公司，全球范围内仅3家公司。而在北京中关村，就有这样一家公司叫泰邦泰平，他们被称为“计算光学成像的探索者”。这个成立于2013年的年轻企业，不仅是2016年首批中关村前沿技术企业，而且是国家高新技术企业，拥有两项世界首创技术，多项国内外发明专利技术。
可能有很多人对计算成像的概念比较陌生，小编先来个小科普：
传统的的光学成像的原理就是几何光学成像，比如说一个镜头，后面摆一个胶片或者一面屏幕，这样都能看到图像，拍到的是什么像，看到的就是什么像。
而计算成像中的成像首先要运用到光学的组件和技术，第二要运用图片信号处理的技术，把这两个结合到一起做成的成像技术，比如说我们现在要说的复眼成像，我们可以用计算成像做任意高分辨率的成像。
本文的重点来了。
什么是复眼成像？
复眼成像是仿照昆虫眼睛的成像原理研发的新型成像技术， 复眼成像技术相比于传统的单眼成像技术有着无法比拟的优势，比如复眼相机能够实现超高分辨率的成像，几千万到几亿甚至几十亿像素的分辨率都可以达到！其他的如超低照度，超宽视场角的性能也可以同时达到。
单眼相机只能实现宽、远、不清的成像或者宽、近、清的成像或者窄、远、清的成像，而复眼相机可以同时实现宽、远、清的成像！进一步，复眼相机具备广角和特写兼备、动态细节长时间跟拍的全新拍摄体验！
（如图：通俗的说，传统技术一个大房子经过镜头成像形成一个小房子的图片，而运用复眼技术后，可以形成更加清晰的大房子的图片）
复眼技术分为两种，一是多个眼睛看同一个场景，每个眼睛的分辨率不高，看同一个场景的同时，通过计算，形成一个高分辨率的效果。二是所有的子系统都看同一个画面，形成一个高分辨率。还有一种所有的子系统都看画面的一部分，但是每一个系统的分辨率都比较高，最后的系统分辨率会非常高，就像蜻蜓的眼睛或者苍蝇的眼睛。
下图就是16个复眼监控的摄像头，通过坐标的变换、画面的拼接和融合，颜色的统一后形成一张完整的图片。
（16个摄像机完成的图像）
复眼监控技术的特点
全范围：全景面画观察目标区域更远、更宽
全细节：场景内区域展示无遗漏 更清
全时段：监控任一时段调取 更全
智能化：结合视频AI智能算法 更懂
中关村的世界首创技术更实用
复眼监控技术的原理完全是按照几何光学的的理想成像的要求来做的一个技术，通过这样的技术，实现了“高分辨无极限”，比如咱们所熟知的任何光学产品，都面临一个问题，如果想达到高分辨率，首先传感芯片的分辨率就要高。其次镜头的精度、分辨率要高。想把这两个都做好，都面临着巨大的难题，镜头的难题在于工艺，芯片的难题在于需求量小，成本高，比如航空用的高温芯片，这种芯片的造价可能高达几百万，不具备商用价值。复眼技术可以把多个千万级的做成一个系统，可以和它达到一样的效果，甚至比它还要高。
“航空用的芯片能做到一个亿像素，可能就做不了两个亿像素，可是我们可以做20亿像素，甚至可以做的更高。这是因为复眼技术的最大特点就是永远用现有的部件、器件，这就意味着低成本，高可靠性，用这样的器件和部件形成的技术会远远超过目前研发不出来或者是接近研发极限的技术，我们将不仅高于这一代已成熟的技术，还将超越下一代预演的技术。”泰邦泰平的创始人贾伟这样说道。
这种独特的实现方式，属于世界首创，诞生在中关村。目前同样拥有此项技术的美国公司安科迪受到美国军方支持，技术主要用于军方的无人机上。而在全球仅有的三家拥有这样技术的公司中，中关村企业泰邦泰平的技术可应用领域更为广泛，未来可在手机、数码产品、专业影视、体育直播等多个领域孵化，想象空间巨大。
具体在哪些场景用过呢，请往下看：
复眼监控技术打造智慧旅游创新安防监控方案
在甘肃省张掖丹霞地质公园，为甘肃唯一进入5A级旅游景区质量评审的景区。此次景区的信息化建设中，泰邦泰平科技（北京）有限公司的观景台及景区广场复眼宽景监控项目为其申办5A级景区提供了优质的创新技术方案支持。
如图，复眼监控系统将景区的真实场景，全方位清晰的搬到屏幕上。用户只需轻松点击鼠标，便可上下左右/走近/退远的观看景区安保场所/风光，宛如身临其境般。
上下模式的操作实景界面：下路宽幅画面为景区游客广场全景画面（源分辨率3400万像素），该全景画面架设于景区观景塔上，一台即可覆盖景区整个广场（800*400米），包含：左侧博物馆入口、中部旅客广场、右侧景区管理办公楼及顶端右端主要通勤路段等多个核心区域；上路细节画面为景区管理办公楼入口放大画面，该细节路可随用户关注点变换任意切换。
复眼系统独特技术优势针对景区应用主要体现在两个方面：一、超宽景高清视频，针对景区开阔视野区域，1台即可覆盖1公里以上区域，可替代传统至少30-40台枪型摄像机。在降低综合成本20%以上的同时，解放了用户长期循环切屏凝视监控的职业弊端，大大提升用户的监控视觉体验；二、复眼系统独特的全时空回溯特点，即使无人值守，事后依然可通过回看功能实现任意区域变焦放大（数字变焦）查看。宛如场景昨日重现。
随着智慧旅游行业的不断发展，景区的信息化建设也在以不可预见的速度迭代升级。相信未来会有更多景区采用类似复眼摄像系统这种更具创新性的智慧解决方案。
复眼技术为大型活动“保驾护航”
8月底 2015年北京国际田联世界田径锦标赛在国家体育场(鸟巢)圆满收官。作为2008年奥运会之后在北京举办的又一项全球性的国际大型体育赛事，也是中国首次主办的世界田坛最高水平的大赛，北京警方启动了最高等级防控，强化落实反恐防恐、应急处突等措施，确保了开幕式及各项赛事活动的安全。
锦标赛期间，一台外形有别于传统摄像设备的独特摄像系统矗立在鸟巢主席台对面的观众席，让不少观众及摄影师望而生奇。这套摄像系统究竟有何作用呢？是什么原因让其外形如此独特？
原来，这套外形奇特的系统是泰邦泰平科技（北京）有限公司与北京理工大学联合研发的4000万像素复眼监控摄像机，主要针对主席台及周围各通道进行全景视频监控，为大型活动的嘉宾和VIP保驾护航。这套系统可以同时实现超高分辨率、远距离、宽视场的三全（全范围全细节全时段）监控。
据介绍，传统高倍变焦摄像机在查看某处细节时，会漏掉原监控范围内的其他细节。而依托“复眼成像系统”，可以保证在全景范围内所有细节实时调用及事后回看（即使该区域当时并未查看细节）。这项技术可以实现分辨率无极限，比如上亿像素分辨率甚至更高，同时任意宽视场，任意远距离，任意低照度。
另悉，泰邦泰平科技（北京）有限公司除与北京理工大学联合研发了复眼成像技术外，还共同积累了6倍焦深延拓的景深延拓技术，光圈延拓1.4倍、景深延拓4倍的光圈景深联合延拓技术，颜色复原技术，几何畸变校正技术，分辨率提升2倍以上的像质提升技术，宽动态技术、新型颜色空间技术等原创技术。
复眼技术为军方安防保驾护航
军方某部队最新研发的大场景智能追踪复眼监控视频系统顺利交付使用。该系统以其突破性的超远距离、超高分辨率、全细节监控等性能优势为大场景智能安防保驾护航。
据悉，该套定制系统可在300m-9km外跟踪快速动目标，HFOV达到28°，VFOV达到13°，分辨率达到了惊人的2亿像素的高帧频视频监控。这使得超高速移动目标的图像连续追踪成为现实，即可实现全程自动追踪并记录高速移动目标的所有动态细节。从根本意义上解决了大范围、全角度、精准化、全天候的监控难点。
经过十年的积淀，在计算成像方面，复眼技术作为新技术新产品，填补了高端军、安市场部分空白，我们期待复眼技术在未来有更多领域的应用，在中关村这片沃土上有新的突破。