“研究人员开发新技术 释放成像、音频和无人驾驶汽车等数字传感器的无限潜力”

世界汽车信息新技术可以释放数字传感器的潜力。 例如，照相机感知不同强度的光，麦克风感知所有音频。

拍摄日落或现场拍摄时，照片往往过于饱和而模糊。 另外，视频播放时也中断了。 这是因为，甚至照相机、麦克风等日常数字传感器、地震仪、雷达、超声波系统等科学设备都受到饱和点的影响，无法检测出光、声音、地震、温度以及超过特定物理限制刺激物( stimuli )的实体

最近，伦敦帝国理工大学( imperial college london )和慕尼黑工业大学) technical university of munich，tum的研究者将新硬件和算法结合起来，共同开发了新技术，

其应用范围可从客户摄影、科学和医学影像探索到太空。 例如，该技术可以增加自动驾驶汽车的照相机和环境传感器等设备的检测范围，提高检测地球和火星地震的地震仪的精度和灵敏度，扩大切尔诺贝利核电站事故等有害电离放射线的剂量计的测量范围。

(图片来源:伦敦帝国理工大学)

该技术还可以应用于超声波成像和高动态范围( hdr ) x射线成像等医疗检查的改善，以及检测飓风和其他自然危险的传感器的精度和范围的改善。 它还可以帮助改善物体的无损扫描，如机场行李和金条裂缝测试。

该研究的第一人帝国理工大学电气电子工程系的ayush bhandari博士说:“我们需要传感器来捕捉环境提供的所有范围，传感器被用于以无限的潜力测量超出目前人类和技术范围的信号。”

电子传感器器件包括模数转换器( adc )，能够将来自照相机、麦克风的光、声音等新闻转换为数字信号。 但是，adc受电压限制的限制，如果输入信号超过这些限制，则会饱和。 出现饱和的效果是看起来“漂白”的图像，或者是断续的声音，特别是刺激物突然达到“峰值”的时候。

bhandar博士这样补充道。 “通过这项新技术，我们可以在无数数字技术的例子中捕捉到更全面的刺激物。 这种硬件软件的协同设计方法为进一步的研究开辟了新的前沿方法 ”

为了开展研究，研究人员对采用“模拟数字”采样的adc进行了实验，测试了采用不同类型的电压(称为模拟数字)是否有助于传感器解决更大范围的新闻。 模拟数字是指信号电压除以adc的最大电压时产生的余数。

研究人员构建了嵌入算法的原型，达到刺激极限后，将adc切换为模拟数字电压，触发将这些信号“折叠”为更小的信号。 因为这位研究者可以将模拟数字测量转换为现有传感器能够读取的很小的以前传下来的数字信号。 通过这种方法，adc解决的新闻将扩大，甚至可以提供能够准确捕捉远远超过adc电压限制的信号的“无限采样”。

研究合作者bhandar博士说，帝国理工大学本科生导师thomas poskitt说:“现在，我们周围充满了数字传感器。 这些传感器是数字革命的重要组成部分。 所有的数字传感器都有最大和最小的检测范围，但是我们找到了突破上限的方法，使之不超过理论上的最大值。 通过模拟信号，可以在不知道电压超过限制次数的情况下，将电压保持在限制范围内，重建完整的信号。 这样可以解除所有传感器的动态范围，例如向摄像头展示人类看不到的东西等。 ”

该技术的一个重要应用是能够改进无人车的照相机。 前方出现车辆，通过隧道的汽车摄像头被突然的光线饱和，威胁着可视新闻的丢失和汽车的安全。 事实上，这项最新技术最终有助于传感器的开发，使用模拟图像传感器可以解决紫外线、红外光和其他高光谱波段等超出人类感知范围的信号。

研究人员表示，这次发现克服了感知的局限性，即数字传感和与不同学科合作处理常见问题的方法。 bhandari博士说:“处理了一个常见问题，即新算法和新硬件的结合意味着数字传感器可以感知人类范围内或超出人类范围的事物。”

tum的研究合作者felix krahmer教授说:“这种方法的重要特征是，当电压根据信号超过阈值时，硬件将信号从电压切换到模拟数字，本质上是复位自身以允许更大范围的信号