华科大团队成功研制神经形态短波红外动静双模成像芯片

近日，华中科技大学多谱信息智能处理技术全国重点实验室颜露新教授、刘冬生教授团队成功研制神经形态短波红外事件-辐射动静双模成像芯片。该芯片采用铟镓砷（InGaAs）短波红外焦平面与团队自主研制的硅基双模读出电路进行异质集成，可同时实现动态事件成像与辐射强度成像。据悉，这是见诸报道的国内首颗神经形态短波红外动静双模成像芯片。

神经形态动态视觉成像模仿生物视网膜，摒弃传统“帧”概念，采用事件驱动、异步读出机制，像素仅响应亮度变化并输出稀疏事件流，具有超高速、宽动态、低码率优势，非常适合高速运动与极端光照下的实时视觉感知，为国防与工业机器视觉领域带来全新的感知范式。可见光波段动态事件相机已相对成熟，而红外波段受暗电流与噪声水平高、宽动态与低噪声读出设计困难、焦平面与硅基读出电路异质集成难度大等因素制约，发展相对滞后。2023年10月，全球红外探测技术领域顶尖厂商以色列SCD公司发布SWIFT-EI探测器，这是全球首款集成事件成像功能的短波红外探测器。

多谱全重团队创新提出红外事件-强度动静双模成像体制：以场景红外辐射变化触发动态事件，经信号处理筛选目标事件后，反馈采样目标区域辐射强度，在数据源头实现运动目标“时间-空间-辐射”多维信息的一体化稀疏探测，推动目标探测由“先感后算”向“感算一体”转变。在硅基读出电路方面，形成像素级与架构级创新：像素级提出堆叠对数放大与电荷吸收结构，抑制错误事件；架构级设计三级流水线自适应编码读出，在保持数据完整性的同时提升事件率、灵敏度与能效。目前，团队已完成硅基双模读出电路与InGaAs短波红外焦平面的异质集成及成像测试验证，为双模融合成像与应用研究奠定了基础。