单曝光压缩成像——单次曝光,高维感知
单曝光压缩成像通过“光学编码+计算重构”的软硬件协同,单次曝光获取空间、光谱、时间等高维信息,突破传统光学局限,解决高维数据采集瓶颈。
计算成像核心架构
信息通量瓶颈
同时获取高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率的数据,总信息量会急剧增加,远超传感器单次曝光所能记录的能力。
时间效率瓶颈
高维信息需要通过机械扫描来逐点、逐线、逐帧获取。
硬件复杂度与成本瓶颈
获取特定维度的信息通常需要复杂且昂贵的专用硬件。
在光传播过程中对高维信号(包含空间、光谱、时间等多维度信息)进行物理编码,并利用已有的低成本二维传感器进行单次曝光以实现压缩采集;随后,依托高效的重构算法,对压缩采集得到的低维观测信号进行精确的高维复原,最终从单次曝光中恢复出完整的高维数据立方体。该过程实现了 “光学编码 → 压缩采集 → 计算重构” 的闭环。
光学编码
利用空间光调制器、编码孔径或色散元件对高维光场进行调制,将高维信息嵌入到单次二维投影中。
单曝光压缩
基于标准CMOS/CCD传感器,单次曝光直接获取编码后的低维图像,实现百倍级压缩采集,大幅降低数据采集与传输负担。
计算重构
基于物理模型与正则化先验,通过迭代优化或神经网络从单帧测量中复原出高光谱/三维/超快信息。
单曝光压缩光谱成像
百通道高光谱视频级采集,单次曝光100兆有效像素。机载轻量化设计,无需惯导支持,实现“即飞即拍”的光谱遥感。
单曝光高速视频
捕捉瞬态过程,将高速动态场景编码于单次曝光中,计算重构出高帧率视频序列。适用于发动机摄影、化学过程及高速运动分析。
单曝光三维检测
芯片缺陷检测、电池盖帽检测、纳米压印检测等工业场景,单次曝光实现三维形貌重建及缺陷识别,提升产线效率与精度。
单曝光高光谱压缩成像 · 颠覆性对比
传统光谱成像:逐波段扫描/滤光轮,采集慢,数据量大,不适于动态场景,系统笨重。
单曝光压缩光谱:单帧获取百个连续光谱通道,采集速度提升百倍,系统轻量化,实现视频级光谱成像。
传统光谱成像
单曝光压缩光谱成像
农林监测
水质监测
半导体检测
工业分选
医疗检测
高速成像
里程碑成果
- 首次实现百通道高光谱视频级采集,单次曝光100通道同步采集
- 每秒25亿像素处理能力,实时重建与拼接算法,采集到显示全流程实时
- 研制机载轻量化高光谱相机,打破国外垄断,实现高光谱成像系统自主国产化
- 构建广域目标物质图谱库,推动光谱行业技术升级
- 2026 种子独角兽企业
- 2025 "高新技术企业"认证
- 2025“中国光学工程学会科学技术奖”技术发明奖
- 2025 浙江省科技厅“尖兵”项目
- 2025 中国科创未来之星企业
全链条原始创新,单曝光压缩成像驱动多维视觉未来