动态视觉的“生死时速”
在自动驾驶汽车疾驰而过时，系统能否在0.1秒内精准识别路边的行人？在显微镜下观察活体细胞分裂时，成像设备是否能捕捉到转瞬即逝的分子运动？动态场景的精准感知，是光学成像领域最尖锐的挑战——低光照、高噪声、运动模糊，这些“视觉陷阱”长期困住科研与工业应用的脚步。而今天，普渡大学团队的两项专利技术——CT-Bound与MetaHDR，正以“算法+硬件”的协同创新，为动态视觉难题提供破局之道。
关键词：CT-Bound、MetaHDR、边界检测、HDR成像、超表面、动态范围、计算机视觉、光学成像、人工智能、工业制造
CT-Bound：边界检测的“双层攻防”
边界检测是计算机视觉的基石，但传统算法在低光、高噪声图像中频频“翻车”。普渡团队提出的CT-Bound技术，首次将边界估计拆解为局部检测与全局正则化两步，形成“精准狙击+战略统筹”的双重攻势。
局部检测：
通过卷积神经网络（CNN）提取图像局部特征，采用“场连接”（Field of Junctions）预定义表示方法，精准捕捉复杂拓扑结构。
全局正则化：
利用前馈Transformer架构，对局部边界进行全局优化，同步生成边缘图与平滑颜色图。实验表明，CT-Bound在高噪声图像中的边界检测准确率超越现有最佳算法，且无需额外调参即可实现实时视频处理（10帧/秒）。
更令人振奋的是，团队进一步开发了Blurry-Edges算法，将边界检测与深度估计结合，通过可变形透镜硬件原型采集低光照图像对。这项技术正在为工业无损检测与机器人视觉注入新动力。
MetaHDR：单次曝光的“光影魔术”
动态场景的HDR成像，传统方案需多次曝光并依赖复杂算法消除运动模糊（Ghosting Artifacts）。而MetaHDR通过多功能超表面（Metasurface）实现单次或极短时间曝光的HDR成像，同步生成多张低动态范围（LDR）图像。
技术核心：
超表面可将入射光束分裂为多束不同功率的聚焦光，同步形成多张LDR图像于同一感光元件上。随后，通过梯度HDR融合算法处理这些图像，消除超表面与镜头眩光产生的残余光伪影。
性能突破：
实测动态范围提升超过50 dB，远超传统硬件方案。无需后期复杂处理，即可应用于移动物体测量（如自动驾驶）、显微成像及工业制造。
普渡团队正致力于将MetaHDR扩展至全色成像与广角视场，通过计算成像与人工智能的融合，探索光谱、深度与偏振信息的单次捕捉。这一方向，或将彻底改写高维数据重建的技术规则。
产业化蓝图：
从实验室到田间地头。技术的价值，终需落地验证。普渡团队已迈出关键一步：
正如团队负责人邱启教授所言：“这些技术不仅解决了长期存在的成像瓶颈，更通过算法与光学硬件的协同创新，为下一代智能视觉系统奠定了基础。”
动态视觉的未来，正在此刻书写
从医学影像的毫厘之差，到自动驾驶的毫秒之争；从微观世界的分子跃迁，到宏观场景的光影博弈——CT-Bound与MetaHDR的诞生，标志着光学成像技术从“静态捕捉”迈向“动态感知”的质变。
未来已来，光影之间，科技正在重新定义世界的边界。
2024年6月25-27日
国家会议中心
由中国光学工程学会（CSOE）、国际光学工程学会（SPIE）等单位共同主办的“2025年第六届世界光子大会”将于2025年6月25-27日在北京举办。“2025年第六届世界光子大会”是中国光学工程学会年会，包括“第14届国际应用光学与光子学技术交流大会（AOPC 2025）”和“第十六届中国光电子产业博览会”等活动，预计会议规模近1500人。大会共设有19个专题分会，包括激光技术及应用、红外技术及应用、光电探测与成像技术及应用、光谱技术及应用、太赫兹技术及应用等。组委会力邀300余位国内外著名科学家、学术领军专家出席并做精彩报告。大会开幕式将举办中国光学工程学会颁奖盛典！
