福尔摩沙卫星五号在台湾时间 8 月 25 日发射升空，但 9 月 8 日开始地面取像作业，却传出影像模糊以及光斑现象，成为媒体报导的热门新闻，甚至也成为国会立委询问官员的热门问答。9 月 19 日国研院太空中心提出 3 项方案改善福卫五号的影像品质。今日（11/28）国研院太空中心对外公布影像品质改善状况，借由取像仪的温度调控还有回溯修正（deconvolution），大幅改善影像品质，目前影像品质分辨率达黑白 3 米、彩色 5 米，正努力朝原订取像标准，黑白 2 米、彩色 4 米的分辨率。而专案小组也将在年底提报告。
9 月 19 日太空中心提出 3 项改善方案，第一个是改变卫星内部的温度，用热涨冷缩的的原理改变遥测取像仪的焦距。第二个是用数值方式，找出福卫五号影像中，光斑的点扩散涵数（Point Spread Function，PSF），辅以旧影像，再对该影像进回溯修正（deconvolution）运算，将失真的影像还原。第三个方法是改变卫星高度。
太空中心邀集台湾的影像、光学等领域的 9 位专家学者，组成专案小组要改善福卫五号光学酬载的影像分辨率。经专案小组调查发现，经由调整不同温度的卫星影像分析研判，取像仪焦点个后偏移位置较实际成像面近约 1 毫米 。福卫五号正常的操作温度是摄式 20 度，原先提出的调低温度的低温取像方案无法改善影像品质，因此试验高温取像方案。采温度调控的方式，主镜的结构体从原先 20 度升至 35 度，而次镜则从 20 度升至 30 度，可将光斑的直径缩小约 15%。
▲ 校正前的美国加州影像。（Source：太空中心）
▲ 校正后的美国加州影像，变得更清晰。（Source：太空中心）
9 月时太空中心提出改善方案，就表示改变卫星高度会影像原先卫星的设计轨道，是万不得已最不建议的方式。太空中心今日表示，改变卫星高度来调整取像仪焦距的方案，经模拟后，焦距只略为改善 0.018 毫米，专案小组研判改卫星高度对影像分辨率改善不大，因此不建议上述方法。
▲ 福卫二号（上）与福卫五号的影像比较，分辨率已经大幅提升。（Source：太空中心）
目前福卫五号已经累积超过 1,000 组黑白／彩色影像，经过温度调控和回溯修正两种方式改善之后，分辨率已经可以达到黑白影像 3 米，彩色影像 5 米的程度。原先福卫五号影像中的光斑初期用人工处理，后来改用自动化处理需时 2 小时。太空中心明年将购置 GPU 增快影像处理时间，预计运用平行运算的技术，能加快处理时间到花费 1 小时的时间。
▲ 调整过后，福卫五号拍摄的旧金山国际机场影像。（Source：太空中心）
太空中心副主任余宪政表示，以台湾常用的防灾用途来说，福卫五号的影像已经足够所需了。而都市规划的应用则是有越高的分辨率越好。交通大学土木系史天元教授说，就 end user 角度来看，以美国军方判读影像分辨率的标准，黑白 3 米、彩色 5 米的分辨率效果很不错了。福卫五号比起福卫二号的影像更，已经可以应用防救灾、农林渔牧分析等用途。
▲ 调整过后，福卫五号拍摄的大台北影像。（Source：太空中心）
专长是影像辨识的清华大学电机系黄朝宗助理教授表示，在影像处理时，回溯修正是相当常见的技术。从 NASA 的新视野号一开始拍摄的冥王星影像是糊的，经过回溯修正后才得到清晰影像。手机镜头晃动下要拍出好的照片也是靠回溯修正。
黄教授表示，两个月内福卫五号的团队用最新论文的方式修正，动作很快了。而与传统摄影镜头拍不清楚时会出现波罗面包的形状，福卫五号的取像仪不大一样，福卫五号对不到焦会甜甜圈形状，因此经过调整后能救回的影像相当多。黄教授说明调整影像的原则，要把不清楚的地方调整清楚，但是不该在其他地方调出不应该有的东西，像是影像中反倒凭空新出现的建筑物。
▲ 调整过后，福卫五号拍摄的南投影像，已经可以用在防灾，或农林渔牧分析等用途。（Source：太空中心）
10 月 20 日科技部长陈良基在立法院答复立法委员时表示，12 月时太空中心将对福卫五号取像仪调整完毕。今日太空中心发布初布的调整状况，并且承诺明年中将尽可能达到原先设计的黑白 2 米、彩色 4 米的目标分辨率迈进，希望能让关心台湾科研成果的人民安心。而专案小组也会持续调查焦距偏移原因，预计 12 月时提出调查报告，除了归纳影像模糊的原因，也希望能找出最好的改善影像分辨率的方式。
（首图来源：科技新报摄）
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