普渡大學突破性影像技術：即時邊界偵測與單次HDR成像開創多元應用

普渡大學工程學院研發的兩項專利待審影像技術，將為醫療影像、自動導航、監控系統、顯微鏡技術與先進製造等領域帶來革命性突破。電機與電腦工程學系助理教授郭琦帶領團隊開發的「CT-Bound邊界偵測系統」與「MetaHDR高動態範圍成像技術」，已分別於IEEE多媒體信號處理國際研討會與《Optics Express》期刊發表研究成果。

郭琦指出，在微光環境下精準辨識影像邊界，是自動駕駛、工業檢測與醫學診斷的共同挑戰。「現有邊界偵測演算法在低照度場景的準確度仍不理想」，CT-Bound創新採用「局部偵測+全域優化」雙階段架構：先以卷積神經網路分析影像區塊的邊界特徵，再透過變壓器模型同步生成邊界圖與平滑色譜。實驗顯示其噪訊抑制能力超越現有頂尖演算法，更能以每秒10幀的速度即時輸出成果。

針對動態場景的亮度捕捉難題，MetaHDR運用超穎表面技術實現單次曝光HDR成像。這種奈米級光學元件能將入射光束分流為不同強度的聚焦光束，同步產生多組低動態範圍影像，再透過梯度融合演算法消除光學偽影。相較現行需特殊感光元件的方案，MetaHDR僅需常規相機就能提升50分貝動態範圍，在螢光顯微鏡觀測與產線瑕疵檢測等領域極具潛力。

研究團隊正積極推動技術商用化：博士生徐瑋開發的「Blurry-Edges」演算法已整合邊界偵測與深度估算功能，搭配可變焦鏡頭原型機完成微光環境測試；研究生劉宇軒則致力擴展MetaHDR的彩色成像與廣視野應用，結合AI運算與超穎光學元件，未來可望實現光譜、景深等多元資訊的單次擷取。目前團隊更與農業生物工程系合作，探索該技術在作物表型分析的新應用。

這項研究的重要進展將於今年6月舉行的CVPR電腦視覺頂會發表，詳情可參閱團隊公開的程式碼、測試數據與示範影片。

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