智能手机相机迈向高光谱时代：现成的智能手机相机可成为先进传感器
来源：IEEE电气电子工程师学会
发布时间：2025-09-30
人眼主要只对电磁波谱中可见光范围的三个波段 —— 红、绿、蓝（RGB）—— 敏感。相比之下，现成的智能手机相机传感器本质上具有高光谱潜力，这意味着每个像素对更多光谱波段都敏感。现在，科学家发现了一种简单方法，可以让任何常规智能手机相机充当高光谱传感器 —— 只需在其视野内放置一张带有图表的卡片。研究人员补充说，这项正在申请专利的新技术可能在国防、安全、医学、法医、农业、环境监测、工业质量控制以及食品饮料质量分析等领域找到应用。
Semin Kwon/Purdue University
"这项工作的核心是一个简单但强大的理念 —— 照片从来不仅仅是图像，" 印第安纳州西拉法叶市普渡大学生物医学工程博士后研究员Semin Kwon说，"每张照片都携带等待被发现的隐藏光谱信息。通过提取这些信息，我们可以将日常摄影转变为科学。"
普渡大学生物医学工程教授Young Kim表示，每个分子都有独特的光谱特征 —— 即它对每个波长光线的吸收或反射程度。科学级高光谱传感器在区分颜色方面的极高灵敏度，使它们能够根据光谱特征识别化学物质，广泛应用于多个行业，例如医学诊断、辨别威士忌真伪、监测空气质量，以及对艺术品颜料进行无损分析等。
先前的研究尝试了多种方法从常规智能手机 RGB 相机数据中恢复光谱细节。然而，为此开发的机器学习模型通常严重依赖于训练它们的特定任务数据。这限制了它们的泛化能力，并使它们容易因光照变化、图像文件格式等因素而产生误差。另一种可能的途径是使用特殊的硬件附件，但这些附件往往价格昂贵且体积较大。
在这项新研究中，科学家设计了一种可以打印在卡片上的特殊颜色参考图。他们还开发了一种算法，可以分析使用该卡片拍摄的智能手机照片，并考虑光照条件等因素。这种方法能够从原始图像中提取高光谱数据，对可见光波长差异的敏感度可达1.6纳米，与科学级光谱仪相当。
"简而言之，这项技术可以将普通智能手机变成口袋里的光谱仪，"Kim说。
科学家们目前正在国内外以及资源有限的环境中，将这项新技术应用于数字医疗和移动医疗领域。"我们非常兴奋，这为光谱学变得既经济又普及打开了大门，"Kwon说。
资讯热榜 换一批
免责声明
- 1、本文内容版权归属原作者、原发表出处。若版权所有方对本文的引用持有异议，请联系感算商城（service@gansuan.com），我方将及时处理。
- 2、本文的引用仅供读者交流学习使用，不涉及商业目的。
- 3、本文内容仅代表作者观点，感算商城不对内容的准确性、可靠性或完整性提供明示或暗示的保证。读者阅读本文后做出的决定或行为，是基于自主意愿和独立判断做出的，请读者明确相关结果。
- 4、如需转载本方拥有版权的文章，请联系感算商城（service@gansuan.com）注明“转载原因”。未经允许私自转载感算商城将保留追究其法律责任的权利。
