多谱全国重点实验室颜露新刘冬生团队研制成功神经形态短波红外动静双模成像芯片

新闻网讯 近日，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。

图1 团队研制的短波红外事件-辐射动静双模成像芯片与相机模组

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。

多谱全国重点实验室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。

图2 短波红外动静双模成像示例

该团队是国内最早开展红外动态事件成像探测体制研究的团队之一。2022年，团队提出红外事件-强度动静双模成像体制，并获授权相关领域国内首个发明专利“一种面向远距小目标探测的红外事件-辐射双模成像系统”（ZL202211334887.9）。2025年，团队研制成功640×512像素动态事件成像芯片，相关论文“A 640 × 512 Vis-NIR EVS With Adaptive Encoding Readout Architecture”发表于集成电路领域期刊IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers。团队在动态事件信号与信息处理方面已在TPAMI、CVPR等国际顶刊顶会发表学术论文13篇，其中3篇入选Highlight/Spotlight，1篇获《光学学报》2026年第5期优秀论文。相关研究得到国家自然科学基金联合基金重点项目、湖北省自然科学基金创新研究群体项目、华中科技大学“基础研究支持计划”等项目资助。中电44所崔大健研究员团队为InGaAs短波红外焦平面制备与异质集成提供了支持，特此致谢。