夜間開(kāi)車(chē)真不是一件輕松愜意的事情。由于晚上光線(xiàn)差，駕駛者需要加倍小心駕駛以免發(fā)生交通事故，因此常常身心疲憊。現在，一項與蜣蟲(chóng)有關(guān)的研究成果有望改變這個(gè)糟糕的狀況，賜予在黑夜中開(kāi)車(chē)的駕駛者一雙明亮的 “眼睛”，將漆黑一片的周?chē)h(huán)境看得清清楚楚。

　　靈感來(lái)自蜣蟲(chóng)

　　在澳大利亞新南威爾士州的阿拉倫峽谷，瑞典隆德大學(xué)生物學(xué)教授埃里克·沃倫正在進(jìn)行一項奇怪而頗具意義的研究。看到一群牛緩緩地從飲水槽邊走開(kāi)時(shí)，他欣喜地跑去翻看牛群留下的牛糞。你或許無(wú)法將一種全彩的夜視儀與牛糞相聯(lián)系，而沃倫在牛糞中翻找的東西正是他發(fā)明的全彩夜視儀的原型——屎殼郎（蜣蟲(chóng)）。

　　沃倫從1985年開(kāi)始研究屎殼郎。當時(shí)，他還是澳大利亞國立大學(xué)的一名博士生。他對那些在漆黑的環(huán)境下仍然能夠看見(jiàn)東西的動(dòng)物的眼睛非常著(zhù)迷，無(wú)論是在叢林中會(huì )靈巧地繞過(guò)樹(shù)林的鳥(niǎo)類(lèi)，還是在幾乎沒(méi)有一絲光亮的深海中找到配偶的魚(yú)類(lèi)。而屎殼郎之所以深得沃倫的喜歡，是因為金龜屬的物種很容易辨認。同時(shí)，這些小昆蟲(chóng)能在不同亮度環(huán)境下飛行。它們既能在明亮的白天飛行，又能在昏暗的晨曦或夜晚飛行。

　　后來(lái)，沃倫來(lái)到瑞典隆德大學(xué)，與同事阿爾馬特·凱爾波合作開(kāi)始對夜間活動(dòng)的昆蟲(chóng)進(jìn)行研究。他們發(fā)現，夜間活動(dòng)的屎殼郎具有一種非同尋常的能力，能夠在夜晚看見(jiàn)許多細節，辨別許多不同顏色的東西，找到食物和配偶，躲避捕食它們的動(dòng)物，避免撞上障礙物。受此啟發(fā)，沃倫和凱爾波嘗試發(fā)明一種新型的夜視系統——全彩夜視儀。

　　強強聯(lián)手尋突破

　　與此同時(shí)，位于比利時(shí)布魯塞爾的豐田汽車(chē)公司歐洲研發(fā)中心的研究人員瓊斯·馬德森和柳原弘道正在研發(fā)汽車(chē)的夜視系統。雖然近年來(lái)汽車(chē)照明技術(shù)取得了很大的進(jìn)步，但夜間行車(chē)的風(fēng)險仍比白天高得多。

　　目前，雖然部分技術(shù)已經(jīng)在頂級汽車(chē)中得到應用，但是現有的設計仍然存在明顯的缺陷。怎樣才能提高夜視儀在微光環(huán)境下的性能？

　　在一次偶然的機會(huì )中，馬德森和柳原弘道獲知沃倫正在對夜間活動(dòng)的昆蟲(chóng)進(jìn)行研究。馬德森和柳原弘道正在設計的夜視系統需要智能圖像處理技術(shù)的幫助，而這一技術(shù)正好使沃倫所推崇的夜間活動(dòng)的昆蟲(chóng)有了用武之地。

　　沃倫的研究對象屎殼郎擁有一雙復眼，而復眼是由很多小眼組成。這些小眼能夠在感光細胞陣列上共同組成一幅單一的圖像。從理論上講，昆蟲(chóng)的小眼的夜視能力比人類(lèi)的大眼睛差遠了。但是，昆蟲(chóng)視覺(jué)系統有獨特的處理光信號方式，它們能夠更好地利用微光。隨著(zhù)光線(xiàn)變得暗淡，昆蟲(chóng)眼中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )既能從相鄰感光器獲取信號，也能將所收集的這些信號保存更長(cháng)的時(shí)間。根據光線(xiàn)強弱、物體運動(dòng)快慢，昆蟲(chóng)會(huì )自主調節選擇哪種模式進(jìn)行成像。

　　清晰還原夜世界

　　早在1999年，沃倫就建立了一個(gè)用來(lái)描述任何亮度范圍內物體運動(dòng)速度的數學(xué)模型。然而，他在研究過(guò)程中發(fā)現，屎殼郎眼睛的復雜程度遠遠超過(guò)他的這個(gè)數學(xué)模型。后來(lái)，利用屎殼郎的眼睛工作機制，沃倫和隆德大學(xué)的數學(xué)家、豐田汽車(chē)公司歐洲研發(fā)中心的工程師共同開(kāi)發(fā)了一種新的數字圖像處理算法。

　　這種算法的工作原理與昆蟲(chóng)夜間視物的原理相似。第一步，對一張數碼相機在夜間拍攝的照片進(jìn)行處理，提高圖像的亮度和對比度。對于一張在幾乎完全漆黑的環(huán)境下拍攝的照片而言，這種方法能夠顯示一些細節。然而，這種方法也會(huì )在圖像上出現一些斑點(diǎn)。因此，第二步要去除這些斑點(diǎn)，而這部分的設計靈感主要來(lái)自屎殼郎的眼睛。算法的最后一步是通過(guò)修復可能在清除斑點(diǎn)的過(guò)程中丟失或被模糊的邊緣部分，來(lái)提高圖像的清晰度。通過(guò)以上3個(gè)步驟，即便物體或照相機正處于運動(dòng)狀態(tài)，這一算法也能處理出清晰的圖像。

　　目前，沃倫正在與日本豐田汽車(chē)公司合作開(kāi)展研究，希望有朝一日能給汽車(chē)駕駛者帶來(lái)前所未有的夜間駕駛體驗。無(wú)論這個(gè)夜視系統未來(lái)如何應用在汽車(chē)上，都將提升駕駛者夜間駕車(chē)的可視能力，這對于未來(lái)汽車(chē)的設計是至關(guān)重要的。

　　或許，誰(shuí)都不會(huì )往這方面想——自己的“救命恩人”竟然是一堆牛糞中不起眼的屎殼郎？