使用衍射光学网络的快照多光谱成像
多光谱成像推动了各个领域的重大进步，包括环境监测、天文学、农业科学、生物医学、医学诊断和食品质量控制。光谱成像设备最普遍
2023-04-07 09:48:30
【资料图】
多光谱成像推动了各个领域的重大进步，包括环境监测、天文学、农业科学、生物医学、医学诊断和食品质量控制。光谱成像设备最普遍和最原始的形式是彩色相机，它从红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)颜色通道收集信息。
RGB彩色相机的传统设计依赖于空间上位于周期性重复2×2像素阵列上的光谱滤波器，每个子像素包含一个吸收光谱滤波器，该滤波器传输红色、绿色或蓝色通道之一，同时阻挡其他通道。
尽管它在各种成像应用中得到广泛使用，但由于它们的低功率效率、高光谱串扰和较差的颜色表示质量，扩大这些吸收滤波器阵列的数量以从许多不同的色带中收集更丰富的光谱信息会带来各种挑战。
加州大学洛杉矶分校的研究人员最近推出了一种快照多光谱成像仪，它使用衍射光学网络而不是吸收滤光片，使16个独特的光谱带在输出图像视场中周期性地重复，从而形成一个虚拟的多光谱像素阵列。这种基于衍射网络的多光谱成像仪使用深度学习进行了优化，将输入光谱通道空间分离到输出图像平面上的不同像素上，作为虚拟光谱滤波器阵列，保留输入场景或物体的空间信息，瞬间产生没有图像重建算法的图像立方体。
因此，这种衍射多光谱成像网络可以虚拟地将单色图像传感器转换为快照多光谱成像设备，而无需传统的光谱滤波器或数字算法。
据报道，基于衍射网络的多光谱成像仪框架发表在Light:Science&Applications上，可提供高空间成像质量和高光谱信号对比度。作者的研究表明，在不对系统的空间成像性能和光谱信号对比度造成重大影响的情况下，可以实现约79%的跨不同波段的平均传输效率。
标签：
2022-05-25 2022-05-25 2022-05-25 2022-05-25 2022-05-25