西安智慧助力“奋斗者”号创纪录 为全球首次万米海底电视直播提供技术支撑

11月28日，“奋斗者”号全海深载人潜水器圆满完成万米深潜海试任务，返回三亚。此次任务中，西安光机所两个科研团队参与其中，成功助力“奋斗者”号创下中国载人深潜新纪录，并实现万米载人深潜电视直播。

自10月10日起，“奋斗者”号远赴马里亚纳海沟开展第二阶段万米海试，成功完成了13次下潜，10月27日下潜首次突破万米，并于11月10日创造了10909米的中国载人深潜新纪录。11月13日，“奋斗者”号和“沧海”号深海视频着陆器开展联合作业，并在全球首次实现在万米深海的电视直播。

形象地说，“沧海”号是给“奋斗者”号在万米海底“打光拍照”的“御用摄影师”。“沧海”号是一台全球独家的深海着陆器，通过自带的相机、照明灯等设备搭建海底舞台，待“奋斗者”号下潜至海底后对其进行全海深超高清视频拍摄采集、传输处理，记录深海中“奋斗者”号着陆过程和水下作业的一举一动。“沧海”号内置的小型移动平台——“凌云”号在海底可以自由活动，为“奋斗者”号海底作业提供独家的第二机位。

在此次海试任务中，西安光机所两个科研团队参与其中。海洋光学与技术研究室科研团队研制的全海深超高清摄像机、3D摄像机搭载在“沧海”号上，全海深小型高清相机搭载在“凌云”号上，肩负着拍摄“奋斗者”号在海底样品抓取、深渊海底地质环境、深渊底栖生物运动、海沟典型地质环境变化等深渊科考任务的超高清影像资料的重任。摄像机可对“奋斗者”号进行同步多维拍摄，实时拍摄的视频经过噪声去除、图像增强、色彩恢复等预处理后，远程实时传输至水面母船。全海深小型高清相机可多角度、近距离对“奋斗者”号进行拍摄。

研究团队围绕全海深成像技术中深海高压下光学干舱密封、水体折射率变化带来像差、水体中成像色彩失真等关键问题深入开展研究工作，通过构建多参数像差校正的水下成像光学系统及水下图像增强模型，突破大开孔结构、超弹性密封件接触应力分布、超高耐压观察窗等关键工艺，突破多路超高清视频实时采集及传输、高精度3D同步拍摄等关键技术，使摄像机具有水下光学变焦、实时本地存储、实时传输、实时观看、远程控制等功能，实现全海深超高清拍摄、3D拍摄并支持实现万米深海电视直播。

光子网络技术研究室负责研制全海深对接通信与高速数据传输系统，包括三个分系统，分别是：“奋斗者”号载人舱内光学视频采集系统、舱内光电数据交换系统及舱外对接通信与高速数据传输系统。舱内光学视频采集系统和数据交换系统实现舱内高清实时视频数据采集、处理和交换等，舱外对接通信与高速数据传输系统实现“奋斗者”号载人舱内视频和“沧海”号的数据对接通信和高速数据传输。基于全海深对接通信与高速数据传输系统，研究团队突破了大开孔结构、超弹性密封件接触应力分布、超高耐压观察窗等关键工艺，实现全海深视频数据对接和高速数据传输，支持实现万米级深海4K电视直播。

西安光机所研制的全海深超高清摄像机、3D摄像机、全海深小型高清相机、全海深对接通信与高速数据传输系统工作正常、性能稳定，为此次万米海底作业及万米载人深潜电视直播提供了技术支撑与保障。