Высокоразрешающий поляризационно-гиперспектральный сенсор изображений для сложных задач интеллектуального зондирования

Свет несёт многомерную информацию, такую как спектр и поляризация, однако традиционные фотодетекторы измеряют только интенсивность, что затрудняет получение мгновенных снимков по нескольким оптическим параметрам. Здесь мы представляем многомерную внутрикристальную архитектуру оптической визуализации (MOCI), включающую три функциональных слоя: слой многомерного кодирования для кодирования падающего света, слой регистрации изображений для сбора связанных измерений интенсивности и вычислительный слой для восстановления многомерных изображений по одному мгновенному измерению. На основе этой архитектуры мы разработали внутрикристальный сенсор поляризационно-гиперспектральной визуализации (PHI), работающий со скоростью 74 кадра с−1 и имеющий 2048 × 2448 пикселей, 61 спектральный канал в диапазоне от видимого до ближнего инфракрасного излучения и четыре состояния поляризации. Сенсор одновременно регистрирует спектральные и поляризационные характеристики в сложных условиях, обеспечивая гиперспектральную визуализацию, усиленную поляризационной информацией, сквозь дымку, подавление отражений и бликов, а также гиперспектральное трёхмерное моделирование с построением карт нормалей и высот. Этот компактный внутрикристальный высокопроизводительный сенсор открывает путь к интегрированной многомерной визуализации мгновенных снимков и машинному восприятию в сложных оптических условиях. В исследовании представлен метод многомерной внутрикристальной оптической визуализации (MOCI) и разработан сенсор поляризационно-гиперспектральной визуализации, обеспечивающий надёжную совместную поляризационно-гиперспектральную визуализацию и интеллектуальное зондирование в сложных условиях.