“AI+光學(xué)”從理念照進(jìn)現(xiàn)實(shí)！12月8日，從中國科學(xué)院西安光機(jī)所傳來好消息：我國首臺大口徑可見光波段全鋁相機(jī)日前回傳了首批遙感原圖。經(jīng)過計算成像新范式結(jié)合AI算法重建，成功獲得高分辨遙感圖像，驗(yàn)證了基于計算成像的新體制光學(xué)成像理論在空間遙感領(lǐng)域應(yīng)用的有效性和可行性。

該相機(jī)也叫計算成像遙感相機(jī)，是在“計算遙感成像”概念下研制的?！坝嬎氵b感成像”概念由西安光機(jī)所副所長邵曉鵬與北京空間機(jī)電研究所研究員蘇云提出，旨在利用全新的計算光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計方法，結(jié)合AI技術(shù)以實(shí)現(xiàn)遙感相機(jī)的低成本快速制造。概念提出后，計算成像遙感相機(jī)很快投入研制，并得到西安電子科技大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、上?，F(xiàn)代先進(jìn)超精密制造中心有限公司等單位的大力協(xié)助。9月5日，該相機(jī)搭乘谷神星一號遙十五運(yùn)載火箭進(jìn)入太空展開工作，成為全球首臺采用計算成像新范式的“AI+光學(xué)”相機(jī)。

據(jù)了解，傳統(tǒng)高分辨率遙感相機(jī)需要極高精度的鏡頭，不僅價格昂貴、加工周期長，而且適配結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大。在新范式引入后，計算成像遙感相機(jī)的鏡頭精度要求降至原來的五分之一，主鏡采用低成本全鋁材質(zhì)，其余部分通過3D打印制造，易于生產(chǎn)，整體重量也由傳統(tǒng)相機(jī)的10公斤左右降至不到5公斤。

“我們在物理端做‘減法’，在信息端做‘加法’。這是一種全新的光學(xué)成像范式，大幅降低了對高精度光學(xué)加工與嚴(yán)苛物理控制的依賴。”邵曉鵬說，“這款計算成像遙感相機(jī)采用簡化的光學(xué)結(jié)構(gòu)替代傳統(tǒng)復(fù)雜設(shè)計，并通過信息重建來彌補(bǔ)‘不完美’的直接成像效果，從而獲得高質(zhì)量圖像?！?/p>

經(jīng)過信息重建的遙感圖像分辨率顯著提升，充分驗(yàn)證了在“AI+光學(xué)”理念指導(dǎo)下，基于計算成像的新體制光學(xué)成像理論在空間遙感領(lǐng)域的應(yīng)用有效性，也證明了“低成本設(shè)計+低精度加工+短期生產(chǎn)制造”的可行性。

邵曉鵬表示：“‘AI+光學(xué)’的理念具有普適性，可拓展至各類光學(xué)系統(tǒng)，推動未來成像架構(gòu)的變革。我們將聯(lián)合更多科研力量，拓展智能算法，推出智能芯片，推動計算成像技術(shù)的進(jìn)一步成熟和應(yīng)用。”