10月21至27日，国家“十三五”科技创新成就展在北京展览馆举行，北京大学重大原始创新项目“超高速脉冲相机”代表北京大学参展。该成果由北大教授黄铁军牵头完成，北京大学和北大科技成果转化基金针对该成果成立了孵化企业脉冲视觉（北京）科技有限公司（以下简称“脉冲视觉公司”），开展产业化工作。

“19世纪照相术和电影发明，采用化学胶片记录静态图像和图像序列（视频），这在当时是科技进步的重大里程碑。今天的数码相机仍然固守图像和视频概念，已成为视觉技术创新的最大障碍。传统相机对于光学信息的记录方式，需要一次彻底革命。”黄铁军介绍，传统相机所拍摄的视频，其实是静止图像序列，不能有效记录光的高速变化过程，两帧图像之间部分时段信息甚至完全丢失了。

脉冲相机模拟灵长类视网膜编码原理，每个像素独立将光信号转换成比特流，准确、完整记录光的时空变化过程，推翻了沿用近两个世纪的图像和视频概念，是一项从0到1的原始创新，有望从源头重塑包括采集、表示、编码、检测、跟踪和识别在内的整个视觉信息处理体系，已获得中、美、日、韩专利授权。
目前，黄铁军团队已经研制出超高速脉冲视觉感知芯片、相机和系统，比传统视频快千倍，实现了超高速连续成像和高速目标实时检测跟踪识别。测试表明，脉冲相机能够在运营高铁上清晰拍摄对侧相对速度700公里/小时的会车高铁，采用脉冲相机拍摄北京大学6马赫高超声速风洞实验，能够清晰记录激波形成和变化过程。团队还采用脉冲神经网络开发了相应的超高速目标实时检测跟踪算法，利用笔记本电脑算力，就能实时追踪识别高速风扇叶片上的文字，并驱动激光器实时击中。据此测算，只要光学系统允许，这一系统已经能够跟踪识别所有可能的高速运动物体。

脉冲视觉技术在视觉领域颠覆图像和视频，类似移动通信领域CDMA颠覆GSM，将对视频和视觉产业重新洗牌。具备“高速、实时、智能”等特点的超高速脉冲视觉芯片和系统将在工业（高铁安全、电力巡检、高速轮机不停机监测、智能制造中的机器视觉等）、民用（智能交通、辅助驾驶、司法取证、体育判罚等）和消费电子（相机、影视媒体等）等领域都具有巨大潜力，而且有望不断创造新的应用场景，上下游相关产业也将受带动效应迎来多轮增长。

作为重大原始创新成果转化的探索，脉冲视觉“追光逐电，见所未见”的领先性能，是※※视觉信息处理技术从跟踪超越到彻底颠覆的重要标志，得到了“973计划”、国家杰出青年科学基金项目、北京市科委连续三轮科技项目、科技部创新人才推进计划“类脑视觉”创新团队项目等连续多年支持。公司创始团队来自于北京大学，长期从事视觉技术研究和芯片研发，技术水平和研究成果国际领先，核心骨干来自于业内头部企业，具有丰富的产业经验。公司创始人黄铁军从事视觉信息处理研究近30年，在视频编码标准制定、场景视频高效编码、视觉特征编码、类脑视觉等方面取得丰硕成果，曾获国家科学技术进步二等奖两次、国家技术发明二等奖一次。

信息来源： 科技开发部

文中的意思是已经没有传统快门的概念了，就像我们的眼睛一样，不存在快门，图像是连续的。传统视频是由单帧图像组成的，在每两帧画面之间都存在图像的缺失，只不过间隔越短画面连续感越好，也就是高帧率。如果这项技术普及了，那么从拍摄到剪辑都将发生颠覆性的改变，或许剪辑软件再也没有帧率的概念了。显示器、电视等等都得发生改变。

纯粹个人猜测解读，无任何事实依据。

根据文章的描述，特别是这么一句：“据此测算，只要光学系统允许，这一系统已经能够跟踪识别所有可能的高速运动物体”，我对这个新系统的理解是这样的。

现有传感器构造是一个光电转换单元，加上对应的电荷阱。在统一的快门信号驱动下，将曝光时间内累积的电荷量进行A/D采样，输出给后端ISP做图像还原处理。类比到音频领域，就是如同CD-Audio和DVD-Audio，通过提高采样率和A/D转换精度来提高质量。但根本来说，动态范围受限于电荷阱容量（上限）和A/D转换精度（下限）。

从文章中给出的“超高速脉冲相机”示意图上来看，光感受器和积分器，与现有的传感器应该相差不大。再往后就不同了，系统中出现了比较器对累积电荷量做检测，达到阈值就输出一个脉冲信号并对积分器复位（相当于电荷阱归零，以重新开始电荷累积过程）。因此这种新型传感器输出的是类似于SACD的DSD这种1bit采样信号。在相同的时间内，画面越亮的地方就会得到越多的1；而越暗的地方就越多0。这个系统中，控制好积分器或者说电荷阱的暗电流和漏电流，就能减少信号失真。这个电荷阱并不追求容量，因为只要触发了比较器，就要被清零，做大了也浪费。

因此所谓的“光学系统允许”，我的理解就是光学系统要对被摄目标保持追踪，将其锁定在画面的固定位置上。然后利用新传感器的特性，只要累计足够长的时间，就能还原出丰富的细节。因为是在ISP中做图像还原，没有了电荷阱容量的限制，可以很容易用长时间曝光来换取很大的动态范围。这个原理类似于天文摄影中的堆叠技术。

进一步地，光感受器还能利用更敏感的检测技术，比如单光子传感。原理应该可行，当然要做好不易，因为信号太微弱很容易受干扰，也许要用到液氮液氦冷却之类的技术来降噪。

那么相当于传统相机的什么快门速度呢？没有说，难道是多少亿分之一秒？索尼A1的电子快门可达1/32000秒，佳能r3可达1/64000秒，加州大学洛杉矶分校（ UCLA）研究人员，成功研制出一部每秒能拍摄 600万张照片的相机，快门速度高达 440万亿分之一秒，只有2500像素。人眼接收的帧数好像也只有一秒24～30。

确实！
这是中国之于世界的一次重大“革命性与颠覆性”脑洞大开的世界性发明与创新，其中的复杂科技原理对于外行的我们难予想象，但对于科学领域却是永无止境且“一切皆有可能”。也许，全世界的图像采集与编码都会被颠覆和重新洗牌。

这种超高速捕捉和记录不存在掉帧的全新图像采集记录模式，对于记录高速化学反应，物理电子运动过程、光子运行、电磁波等高速运转的过程现象，应该都能一 一还原呈现。这是传统数码图像采集记录形式难以企及的领域。

未来，传统的“光圈、快门”也许被颠覆性的科技“革”掉，全新的神经网络图像采集编码模式，
完全取代现有的快么模式，电子快门“果冻”现象将不复存在。

也许，未来我们要拍摄运动中的子弹，气球爆裂的瞬间等等，不再需要高速机械快门或电子快门。而拍摄野生动物也可信手拈来一副佳作。

未来可期 -- 在全新的静态与动态图像领域，一切皆有可能！

感觉就是全域快门换了个名字，是不是革命，需要确定：感光材料是否还是原来的硅光结构，如果不从最前一级革命，那只能叫技术提升。 本帖最后由 卡车2007 于 2021-10-29 17:39 编辑

颠覆性的科技