具有高时空分辨率的宽带高光谱图像传感器
Liheng Bian1, Zhen Wang2, Yuzhe Zhang2
1State Key Laboratory of CNS/ATM & MIIT Key Laboratory of Complex-field Intelligent Sensing, Beijing Institute of Technology, Beijing, China. bian@bit.edu.cn.
Nature
|November 7, 2024
概括
我们开发了一种紧的芯片上超光谱成像传感器, 这项创新技术可用于从农业到天文学的各种应用.
科学领域:
- 光学和光学
- 计算机成像
- 材料科学
背景情况:
- 超光谱成像 (HSI) 提供了丰富的空间-时间-光谱数据用于材料特征.
- 传统的HSI系统通常是庞大的,昂贵的和计算密集的.
- 需要紧,高分辨率和实时的HSI解决方案.
研究的目的:
- 开发一个芯片上的高光谱成像框架.
- 在超光谱数据采集中实现高空间和时间分辨率.
- 实现实时HSI,降低系统复杂性和成本.
主要方法:
- 将宽带调制材料集成到图像传感器芯片上.
- 不均地将光谱信息与每一个具有高光通量的像素结合起来.
- 使用智能重建算法从单个中恢复多通道图像.
- 通过光刻法制造可见近红外 (400-1,700 nm) 超光谱图像传感器.
主要成果:
- 实现了芯片上的高空间 (1024x1024像素) 和时间 (124 fps) 解析度的高光谱成像框架.
- 开发了一种带宽可见近红外传感器,具有96个波长通道和74.8%的平均光通量.
- 通过芯片压缩和敏捷计算证明了实时超光谱成像能力.
- 展示了包括智能农业,健康监测,工业自动化和天文学在内的多功能应用.
结论:
- 在芯片上的计算超光谱成像框架显著推进了HSI技术.
- 这种紧而高效的传感器克服了传统HSI系统的局限性.
- 展示的应用突显了该技术在各个领域的广泛潜力.


