光谱成像芯片及其制备方法和信息处理方法与流程

技术特征：
1.一种光谱成像芯片，其特征在于，包括：图像传感层，包括多个传感单元；以及位于所述图像传感层的感光路径上的光调制层，所述光调制层包括至少一调制单元和与所述至少一调制单元相间隔的至少一非调制单元，其中，每个所述调制单元沿着所述感光路径对应于至少一所述传感单元，每个所述非调制单元沿着所述感光路径对应于至少一所述传感单元；其中，所述光调制层的调制单元被配置为对进入其所对应的所述传感单元的成像光线进行调制，其所对应的所述传感单元适于获取该成像光线的频谱信息；其中，所述光调制层的非调制单元被配置为不对进入其所对应的所述传感单元的成像光线进行调制，其所对应的所述传感单元适于获取该成像光线的光强信息。2.根据权利要求1所述的光谱成像芯片，其中，所述至少一调制单元和所述至少一非调制单元位于同一平面。3.根据权利要求2所述的光谱成像芯片，其中，所述光调制层的调制单元的面积占所述光调制层的有效区域的面积的比例为大于0且小于等于25％，其中，所述光调制层的有效区域为所述光调制层的调制单元和非调制单元所设定的区域。4.根据权利要求3所述的光谱成像芯片，其中，所述光调制层的调制单元的面积占所述光调制层的有效区域的面积的比例为大于等于5％且小于等于15％。5.根据权利要求2所述的光谱成像芯片，其中，所述光调制层的调制单元的面积占所述光调制层的有效区域的面积的比例为大于25％且小于等于45％，其中，所述光调制层的有效区域为所述光调制层的调制单元和非调制单元所设定的区域。6.根据权利要求5所述的光谱成像芯片，其中，所述光调制层的调制单元的面积占所述光调制层的有效区域的面积的比例为大于25％且小于等于35％。7.根据权利要求2所述的光谱成像芯片，其中，所述光调制层的调制单元的面积占所述光调制层的有效区域的面积的比例为大于45％且小于等于60％，其中，所述光调制层的有效区域为所述光调制层的调制单元和非调制单元所设定的区域。8.根据权利要求7所述的光谱成像芯片，其中，所述光调制层的调制单元的面积占所述光调制层的有效区域的面积的比例为大于等于50％且小于等于55％。9.根据权利要求2所述的光谱成像芯片，其中，所述光调制层的调制单元的面积占所述光调制层的有效区域的面积的比例为大于60％，其中，所述光调制层的有效区域为所述光调制层的调制单元和非调制单元所设定的区域。10.根据权利要求9所述的光谱成像芯片，其中，所述光调制层的调制单元的面积占所述光调制层的有效区域的面积的比例为大于等于80％且小于等于95％。11.根据权利要求2所述的光谱成像芯片，其中，所述光调制层的非调制单元位于所述光调制层的边缘区域或者所述光调制层的中间区域。12.根据权利要求1所述的光谱成像芯片，进一步包括形成于所述光调制层的非调制单元处的滤光层。13.根据权利要求2所述的光谱成像芯片，其中，所述光调制层的稀疏度大于0且小于等于0.5。14.根据权利要求13所述的光谱成像芯片，其中，所述光调制层的稀疏度大于0且小于
等于0.15。15.根据权利要求2所述的光谱成像芯片，其中，所述光调制层的稀疏度大于等于0.5且小于1。16.根据权利要求15所述的光谱成像芯片，其中，所述光调制层的稀疏度大于等于0.85且小于1。17.根据权利要求1所述的光谱成像芯片，进一步包括：电连接于所述图像传感层的信号处理电路层。18.根据权利要求12所述的光谱成像芯片，进一步包括：形成于所述滤光层和/或所述光调制层的调制单元的微透镜层。19.根据权利要求1所述的光谱成像芯片，进一步包括：一体成型于所述图像传感层的可透光介质层，其中，所述可透光介质层的上表面为平整表面。20.根据权利要求19所述的光谱成像芯片，其中，所述光调制层一体地结合于所述可透光介质层。21.根据权利要求20所述的光谱成像芯片，其中，所述光调制层与所述可透光机制层的折射率之差大于等于0.5。22.根据权利要求20所述的光谱成像芯片，其中，所述光调制层通过结合层一体结合于所述可透光介质层，所述可透光介质层与所述结合层相键合。23.根据权利要求22所述的光谱成像芯片，其中，所述可透光介质层与所述结合层具有相同的制成材料。24.根据权利要求2所述的光谱成像芯片，其中，每个所述调制单元包括沿着所述感光路径分设置的多个调制子单元。25.根据权利要求24所述的光谱成像芯片，其中，每个所述调制子单元具有孔状结构或柱状结构。26.根据权利要求25所述的光谱成像芯片，其中，每个所述调制单元中具有孔状结构的不同调制子单元的孔截面形状不完全相同；和/或，每个所述调制单元中具有孔状结构的不同调制子单元的结构参数不完全相同。27.一种适于光谱成像芯片的信息处理方法，其特征在于，包括：获取来自光谱成像芯片的调制层中每个调制单元对应的像素点的频谱信息以及所述调制层中每个非调制单元对应的像素点的光强信息；以及基于每个所述调制单元对应的像素点的频谱信息，确定被摄对象的光谱信息，以及基于每个所述非调制单元对应的像素点的光强信息，确定所述被摄对象的图像信息。28.根据权利要求27所述的适于光谱成像芯片的信息处理方法，其中，所述光调制层的调制单元被配置为对进入其所对应的所述像素点的成像光线进行调制，其所对应的所述像素点适于获取该成像光线的频谱信息；其中，所述光调制层的非调制单元被配置为不对进入其所对应的所述传感单元的成像光线进行调制，其所对应的所述传感单元适于获取该成像光线的光强信息。29.根据权利要求28所述的适于光谱成像芯片的信息处理方法，其中，所述光调制层的调制单元位于所述光调制层的中间区域或者所述光调制层的边缘区域。30.根据权利要求28所述的适于光谱成像芯片的信息处理方法，其中，基于每个所述非
调制单元对应的像素点的光强信息，确定所述被摄对象的图像信息，包括：基于每个所述调制单元周围的至少一个所述非调制单元对应的像素点的光强信息，确定每个所述调制单元对应的像素点的拟合光强信息；基于每个所述调制单元对应的像素点的拟合光强信息和每个所述非调制单元对应的像素点的光强信息，确定所述被摄对象的图像信息。31.根据权利要求30所述的适于光谱成像芯片的信息处理方法，其中，基于每个所述调制单元周围的至少一个所述非调制单元对应的像素点的光强信息，确定每个所述调制单元对应的像素点的拟合光强信息，包括：基于平滑滤波方法，对任一所述调制单元周围的至少一个非调制单元对应的像素点的光强信息进行滤波处理，得到任一所述调制单元对应的像素点的拟合光强信息。32.根据权利要求31所述的适于光谱成像芯片的信息处理方法，其中，基于每个所述调制单元对应的像素点的拟合光强信息和每个所述非调制单元对应的像素点的光强信息，确定所述被摄对象的图像信息，包括：将基于所有所述非调制单元对应的像素点的光强信息得到的初始图像输入至拟合模型，得到由所述拟合模型输出的所述被摄对象的图像信息；其中，所述拟合模型基于对抗神经网络构建，所述拟合模型基于存在空白像素的空缺样本图像以及所述空缺样本图像对应的不存在空白像素的完整样本图像标签训练得到。33.根据权利要求32所述的适于光谱成像芯片的信息处理方法，其中，所述拟合模型的训练过程，包括：基于空缺样本图像以及所述空缺样本图像对应的完整样本图像标签对所述对抗神经网络中的生成器进行训练，并基于所述对抗神经网络中的鉴别器对训练后的生成器进行竞争鉴别；以及将训练得到的生成器作为所述拟合模型。

技术总结
本发明提供一种光谱成像芯片及其制备方法和信息处理方法。所述光谱成像芯片可以同时获取被摄对象的光谱信息和图像信息。具体地，与传统的图像传感器相比，所述光谱成像芯片可以在不影响所成图像的空间分辨率及成像质量的同时，获得被摄对象的光谱信息，便于掌握待成像对象更全面的信息。而且，由于被摄对象的光谱信息可以用于唯一标识待成像对象，因此可以通过待成像对象的光谱信息实现对待成像对象进行定性或定量分析。象进行定性或定量分析。象进行定性或定量分析。


技术研发人员：王宇 黄志雷
受保护的技术使用者：北京与光科技有限公司
技术研发日：2021.02.05
技术公布日：2022/5/20