中国科学院半导体研究所:研发基于纳米线缺陷工程的原位感算一体视觉传感器

【中国科学院半导体研究所:研发基于纳米线缺陷工程的原位感算一体视觉传感器】

光在介质中的本征吸收以及不均匀介质分布带来的散射将导致图像对比度降低、噪声叠加等图像退化问题。当前克服图像退化的方法是借由串行的硬件操作和图像处理算法来实现,而用于硬件算法处理的图片数据需要逐帧感知与存储,这将导致存储与硬件操作冗余。为了释放更多的后端计算资源,减少计算冗余来减轻后端运算负担,一种解决问题的有效方案是考虑在传感器端对退化图像进行原位预处理。


近日中国科学院半导体研究所王丽丽研究员课题组报道了一种基于纳米线缺陷工程的原位感算一体视觉传感器,它具有并行光电子存储与图像预处理的功能可以用于应对图像退化问题。该传感阵列可原位实现图像感知,图像存储,图像增强及图像降噪功能。经过原位增强后的图像相较增强前图像的峰值信噪比由原本的152.40dB提升至191.02dB,经过原位噪声过滤后的图像峰值信噪比也提升了7.2%。该原位并行预处理功能阵列能够提升后端计算的效率,经原位预处理的图片在人工神经网络的识别准确率提升了32.8%,神经网络的迭代周期缩短77.4%。

结果与讨论:

本文设计并开发出一种并行光电子存储与图像预处理功能的级联掺杂纳米线光电阵列。该阵列以级联掺杂的纳米线光电晶体管作为像素单元,通过级联复合的光电子存储物理机制,使得像素点受高反射强度激励以及在高频激励下具有更大的输出电荷,从而在传感器端实现直方图均衡的图像增强策略以及平均降噪的图像降噪策略。该原位并行预处理功能阵列能够有效提升后端计算的效率并减少迭代资源。此阵列有望应用于光扰动退化环境中的高分辨成像畸变的处理。

来源:传感器专家网