为了让光谱成像技能更好地运用于日常生活,求是光谱团队利用前20年在该领域的科研积累,利用自研的“调制+解调”技能,并通过材料+算法来替代传统分光器件,从而在一颗CMOS芯片上同时实现成像和光谱功能。个中,图像信息用于记录物体的描述,而光谱信息用于剖析物质的组分和构造,两种功能的结合将给手机、IoT、安防、医疗等领域带来全新的功能。光谱成像芯片有望成为继彩色图像传感器之后的下一代图像传感器。
联合创始人赵夏阳向36氪表示,传统光谱成像设备利用色散、滤波平分光技能事理来实现,功能强大但存在体历年夜、本钱高档痛点。与传统光谱成像技能比较,求是光谱研发的光谱芯片办理了体积和本钱方面的问题。其大小约为1/4英寸,比传统光谱相机缩小了1000倍。传统光谱相机标价为数万乃至几十万元,而光谱芯片本钱仅为传统设备的千分之一。而且求是的光谱芯片在图像分辨率、光谱分辨率、感光性能、帧率等专业技能指标都达到领先水平。

在2017年组建公司后,求是光谱花了靠近一年韶光在单反相机上实现了光谱成像的全套功能,做出了第一代的原型机产品。之后于2019年在中芯国际完成首款光谱芯片流片,性能完备达到设计哀求。截至目前,芯片已经由三次迭代,优化了芯片加工环节的技能参数,也重新设计芯片和模组的测试工艺,提高对芯片产品质量的把控。目前,求是光谱研发的芯片,良品率都已达到95%,知足量产的哀求。
运用领域方面,求是光谱芯片可运用于智好手机、IoT、医疗等领域。首先在智好手机运用上,光谱芯片实现以下多种新功能:1.实现肤色识别、肤质检测,为女性用户供应皮肤康健检测和管理等新功能;2.实现屏幕蓝光检测、牙菌斑检测等功能,让父母更好保护子女眼睛和牙齿康健;3.光谱成像可仿照动物的视觉,让小朋友看到动物眼中的天下是什么样子的;4.供应色温识别、绿植检测、伪装识别等诸多功能,为用户带来全新体验,从而有望办理手机目前同质化的痛点。
2020年,海内有名手机厂商与求是光谱签订了定制开拓协议,委托求是团队开拓一款搭载在手机上的光谱芯片。目前该款芯片的硬件性能已达到设计指标哀求,公司仍在持续开拓后端软件算法以实现多方面功能。夏阳表示,估量今年下半年,搭载求是光谱芯片的智好手机将实现量产并走向消费者。
求是光谱芯片
近几年,人脸活体识别已经广泛运用于支付、门禁、安防、智能交通等多个领域。目前的活体检测是利用3D信息以鉴别活体与非活体,以对抗照片、头模等假样本的攻击。这种办法须要多颗传感器以及高繁芜度的器件,本钱较高。光谱被誉为物质的“指纹”,人体皮肤具有非常特异性的光谱特色,因此,光谱可作为活体检测的有效手段。据赵夏阳透露,国内外科研机构已经充分论证了这条技能路线的可行性。然而,传统光谱相机由于体积和本钱大的痛点,无法大规模用于上述场景。
求是光谱成像芯片办理了一个最主要的环节。详细表示在其光谱芯片可同时采集图像和光谱信息,图像信息用于身份识别,光谱信息用于活体检测,达到既降落本钱也担保精准度的效果。“这在运用上是一个新的打破。”夏阳说道。目前该款芯片在活体检测上的精确度已与3D构造光检测的结果靠近,但本钱却仅为后者的1/10。
在医疗检测方面,光谱芯片也有广泛的运用。比如在内窥镜上利用光谱芯片,能够有效识别病变组织,有助于将部分癌症的确诊率从70%多提高至95%以上。
癌变部位彩色内窥镜照片
癌变部位光谱图像(伪色处理后)
(注:赤色标记的高度病变区域,在普通彩色内窥镜下很难创造;而高光谱图像可有效识别该区域。图片来源:李伟、吕蒙等,高光谱图像在生物医学中的运用,中国图像图形学报)
在农业、环保等领域,光谱成像芯片也展现出用武之地。无人机行业的龙头企业大疆与极飞,均开拓了具备光谱成像功能的机载遥感相机。与现有光谱相机比较,求是团队用一颗光谱成像芯片就能达到普通多颗摄像头的功能,在光谱范围、重量、功耗、数据量及本钱方面都具备一定上风。
大疆精灵无人机及机载光谱相机
大疆机载光谱相机
除此之外,在智能安防领域,团队与有名安防企业正互助研发智能安防产品的芯片。赵夏阳表示,这是由于光谱芯片的进光量比市情上现有产品赶过50%,而智能安防领域对付暗光拍摄的清晰度哀求高,如果将光谱芯片的硬件技能与软件算法相结合,有望令图像识别的清晰度得到显著提升。
普通彩色相机拍摄的画面(原始图像)
求是光谱相机拍摄的画面(原始图像)
通过以上两张照片比拟,求是光谱相机感光能力比普通彩色相机提高50%以上,图像亮度也优于普通彩色相机。
谈及下一步操持,赵夏阳表示,求是光谱今年在深圳设立全资子公司,以更好地实现在多个领域的运用落地。公司目前已积累一批互助伙伴,个中不乏手机、IoT、无人机、安防、生物医疗设备等领域的行业龙头。估量在1年以内,搭载求是光谱芯片的产品将推出市场。
团队方面,求是光谱创始团队紧张来自于长春理工大学。 公司创始人姚治海教授与蔡红星教授均为光谱领域有名学者,专注于光谱技能的研发和运用20余年,其干系科技成果已运用于航空航天、军工等高精尖领域。公司目前已有40余人,个中80%为技能职员。核心技能团队全部拥有博士学位,凑集光学、材料、半导体、数学、人工智能等多领域、多专业的顶尖人才。谈及创立求是光谱的初衷,姚教授表示希望把自己的研究成果家当化,“让光谱技能做事于人们的日常生活”。










