UNIST开发新型图像复原技术扭曲画面也能清晰呈现

Published 04 Jan.2023 14:59(KST)

Updated 08 Aug.2025 16:58(KST)

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将扭曲的视频画面恢复为高分辨率影像后的效果。

【亚洲经济岭南采访本部记者 Hwang Duyul】UNIST研究团队开发出了一种可以轻松复原被雾气遮挡而扭曲的影像的方法。

UNIST生物医学工程系Park Junghoon教授团队开发出一种利用隐藏在失真影像中的信息来恢复高分辨率影像的方法。

使用这项技术，可以获取用于自动驾驶汽车的高质量影像，或生物组织内部的高分辨率影像。

日常生活中的各种现象会因蜃气、雾气、风等多种失真因素而被遮挡。视距缩短后，人们的行动会受到限制，尤其在驾驶时会构成危险因素。

因此，要在任何天气条件下实现安全的自动驾驶，就必须克服影像失真问题。

Park Junghoon教授表示：“克服影像失真在‘生物成像’中同样重要，因为构成身体的皮肤和肌肉等生物组织也会像雾一样扭曲光的传播路径”，“要获得清晰的体内影像，就需要能够复原失真影像的技术”。

用于校正影像失真的“自适应光学技术”已经在天文宇宙领域得到应用。

该技术通过校正被大气扭曲的星光，从而清晰地观测宇宙。但这种技术需要波前探测器和波前调制器等昂贵的专业设备，因此难以在日常生活中用于克服影像失真。

上方为还原畸变图像的实验方法，下方为还原散射严重图像的实验方法。

Park Junghoon教授团队开发出一种无需高价专业设备也能复原失真影像的简便方法。

研究团队首先将失真影像中的“降低分辨率的成分”和“只改变位置的成分”进行分离，并通过计算机去除位置变化的影响。

也就是说，以一帧影像为基准，将所有位置成分移动回各自应在的位置。

在这种状态下，就可以只收集降低分辨率的成分并求出平均值。通过求取并去除随机造成分辨率下降的因素的平均值，只提取真实物体的信息，从而复原出高分辨率影像。

对于被雾气、烟雾、蜃气等遮挡的现象，则利用“经过一段时间拍摄得到的视频”来处理。

第一作者、UNIST生物医学工程系博士Hwang Byungjae解释称：“视频是随着时间流逝而由多帧图像叠加形成的”，“每一帧场景中虽然出现了不同的失真，但所需信息都隐藏其中，可以将其提取出来，从而获得清晰的影像”。

该方法同样适用于生物组织这类光散射更为严重的物体。

此时，研究团队反向利用失真程度严重这一特点，将单帧图像的“空间”任意划分，以获取所需信息。把各个空间中零碎存在的图像信息汇集起来求平均值，再进行函数处理。

Park Junghoon教授表示：“由大气或生物组织引起的影像失真会在时间或空间尺度上随机变化，而这类现象与我们的日常生活密切相关”，“此次开发的技术不仅有望在恶劣天气下实现稳定的自动驾驶，还可应用于远距离监视、天文学等领域”。

他补充称：“进一步说，我们提出了一种能够高分辨率、细致观察活体动物内部结构的方法”，“这将有助于实现对生命现象的非侵入式观测”。

此次研究成果已于本月1日发表在国际学术期刊《Laser & Photonics Reviews》（《激光与光子学评论》）上。

本次研究的负责人 UNIST 教授 Park Jeonghun（后排最右侧）与其团队正在拍摄集体纪念照。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

UNIST开发新型图像复原技术 扭曲画面也能清晰呈现