【導讀】傳統(tǒng)相機使用一種基于幀的視覺傳感器，它通過預置一定的曝光時間，來逐幀獲取場景信息，這種基于幀的視覺傳感器有著諸多不足。而基于事件的視覺傳感器是一種新型的仿生型視覺傳感器，它更類似于人眼的工作機制使其廣受關注。
與基于幀的傳統(tǒng)相機的工作機制和輸出方式不同，基于事件的視覺傳感器的像素可以單獨檢測光照強度對數的變化，并在變化量超過一定閾值時輸出包含位置、時間、極性的事件信息，擁有低延遲、高動態(tài)范圍、低功耗的優(yōu)點，其獨特的輸出方式和工作特性使其特別適應于有高速運動、光照條件變化較大、較小能耗的場合。
據麥姆斯咨詢報道，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所徐偉研究員課題組在《液晶與顯示》期刊上發(fā)表了以“事件視覺傳感器發(fā)展現狀與趨勢”為主題的綜述文章。徐偉研究員主要從事新型高分辨率空間有效載荷總體設計等方面的研究工作。
這項研究介紹了事件相機的發(fā)展歷程、分類和工作原理、優(yōu)缺點，以及事件相機在快速運動的跟蹤與監(jiān)測、目標識別、即時定位與地圖構建（SLAM）等領域近些年的應用情況。最后總結了事件相機在不同應用領域仍存在的挑戰(zhàn)，并展望其未來的發(fā)展。事件相機的廣泛應用將為目前傳統(tǒng)相機仍很棘手的高速運動和高動態(tài)范圍場合提供新的解決方案，在未來的不斷更新和發(fā)展下，它將能夠在更多復雜的應用場景發(fā)揮作用。
立體事件PTV框架的架構概述
目前被廣泛應用的事件相機可大致分成3類：動態(tài)視覺傳感器（DVS）、基于異步時間的圖像傳感器（ATIS）、動態(tài)主動像素視覺傳感器（DAVIS）。DVS是最基本的也是最先發(fā)展的一種事件相機。ATIS像素結構分成兩個部分（A和Ｂ），包含兩個感光器，能夠在提供事件信息的同時還能提供一定灰度信息的需求。DAVIS相機將DVS相機和傳統(tǒng)的有源像素傳感器（APS）相機結合起來，能夠同時輸出場景事件和灰度信息。
DVS像素電路結構
ATIS像素電路結構
DAVIS像素電路結構
傳統(tǒng)相機存在的缺陷限制了一些特殊場合的應用，事件相機的獨特性能可以為這些難題提供新的解決方案。針對事件相機的特點，可以應用于一些與之契合的視覺應用領域，比如快速運動的跟蹤與監(jiān)測、小數據量的目標識別、即時定位與地圖構建（SLAM），均已有了較大的突破。
事件相機有著非常突出的優(yōu)點：低延遲、高時間分辨力、高動態(tài)范圍、低功耗。然而在不同的應用領域，又有不同的缺陷阻礙著它的發(fā)展。在諸多應用中，事件相機低帶寬通信、低重量、低功率和高速的特點，使其充分滿足航空航天領域對傳感器的苛刻要求。如果將事件相機應用在導彈、航天飛機、超快速戰(zhàn)斗機、海上軍艦等軍事目標的追蹤上，由于這些目標有著顯著的外觀特征，而且它們的運動速度一般很快，或許可以獲得比傳統(tǒng)遙感相機更好的效果。另外，將事件相機應用于天基空間態(tài)勢感知，也為監(jiān)測衛(wèi)星和星體提供了新的解決方案。未來，在航空航天和軍事領域上，事件相機也將會有更加迅猛的發(fā)展。
該項目獲得錢學森空間技術實驗室創(chuàng)新工作站開放基金（NO.GZZKFJJ20220003）的支持。該研究第一作者為中國科學院長春光學精密機械與物理研究所碩士研究生方應紅，主要從事智能成像方向的研究。
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