Ubicept发布SPAD成像工具包，发挥单光子探测技术潜力
2026-09-12 21:22:57 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
Ubicept发布的Ubicept Toolkit（工具包）为现代计算机视觉系统带来了基于单光子探测原理的成像技术，可以输出高质量、高可信度的数据，从而突破传统CMOS图像传感器在弱光、高速运动和高动态范围（HDR）方面的物理限制。
据麦姆斯咨询报道，全球领先的计算成像和计算机视觉创新公司Ubicept近期发布了Ubicept Toolkit（工具包），为现代计算机视觉系统带来了基于单光子探测原理的成像技术，可以输出高质量、高可信度的数据，从而突破传统CMOS图像传感器在弱光、高速运动和高动态范围（HDR）方面的物理限制。Ubicept源自麻省理工学院（MIT）和威斯康星大学麦迪逊分校（UW-Madison）的顶尖科学家与企业家团队。
SPAD评估套件：将Ubicept Toolkit与原型相机结合在一起
该工具包支持对单光子雪崩二极管（SPAD）相机采集的数据流开展离线或实时处理，通过利用光子融合处理（UPF）技术，将SPAD探测的数据转换为适用于下游感知任务的高质量图像，助力目标识别与空间感知。Ubicept声称，相较于传统CMOS图像传感器，SPAD图像传感器具备更优异的弱光成像与高对比度成像能力。
夜晚成像效果对比：CMOS图像传感器 vs. SPAD图像传感器
Ubicept构建完整的技术栈，赋能下一代SPAD单光子成像
过去四十年来，工业相机普遍采用CMOS图像传感器。智能手机、数码相机与安防监控摄像头也使用这项技术，因此巨大的使用量使得CMOS图像传感器成本相对低廉。CMOS图像传感器的应用问题在于，低光照条件下拍摄的图像可能存在噪点，并且使用CMOS图像传感器拍摄的视频在查看单帧画面时会显得模糊。
Ubicept表示，其创新方案是将SPAD图像传感器搭配全新图像处理技术，以提升图像与/或视频输出的对比度与清晰度。这家总部位于美国波士顿的企业称，该技术还可直接在现有CMOS相机硬件上实现图像质量的即时提升。
针对夜间自动驾驶等低光照环境下的视觉感知应用，Ubicept的成像处理系统能有效改善若干令现有基于摄像头的导航与感知流程难以应对的边缘场景。Ubicept声称，这项SPAD技术可实现亚纳秒级分辨率的单光子捕获，能够在各类环境下提升图像质量。
Ubicept计划将其工具包与高通（Qualcomm）骁龙和恩智浦（NXP）芯片等现有硬件集成，优化机器人与汽车应用中的视觉感知模型。预计该项SPAD成像技术将在未来1~2年内，趋于成熟并变得更具成本效益。
Ubicept首席执行官（CEO）Sebastian Bauer表示：“我们的技术充分释放当前及下一代图像传感器的全部潜力，革新机器感知世界的方式。我们的创新工具包使得图像传感器即便在弱光或高动态范围场景下，也可完整捕捉运动的复杂信息，输出的数据相比基于人工智能的视频增强方案可信度更高。借助我们的工具包，基于SPAD的先进单光子成像技术可广泛地应用于手机、汽车、机器人、工业设备等更多领域。”
“我们并不打算自行制造SPAD图像传感器，但在3D堆叠图像传感器领域拥有非常出色的知识产权（IP）——这意味着可以直接在图像传感器芯片上进行部分数据处理，并进而涵盖直至感知层面的全流程。”Sebastian Bauer说道，“以摄像头为例，它通常由图像传感器、图像信号处理（ISP）芯片以及感知算法模型这几部分组成。”
Sebastian Bauer继续说：“我们的想法是构建完整的技术栈，包括一套功能完备的图像信号处理方法与处理流水线，利用物理特性最优的单光子传感器感知数据，将其转化为高质量的感知输出，例如目标检测、同步定位与建图（SLAM）以及视觉里程计。”
Ubicept与Pi Imaging Technology达成合作
Pi Imaging Technology（注：已经被蔡司公司收购）凭借其SPAD Alpha相机产品处于行业领先地位。这款新一代百万像素SPAD相机具备零读出噪声、纳秒级曝光控制以及高达73000 fps的帧率。该相机专为高要求的科学应用而设计，为研究人员和开发人员提供了极高的时间精度与光灵敏度。
两家企业表示，Ubicept工具包承接并强化了上述硬件优势，将SPAD Alpha输出的原始光子数据转换为清晰图像，直接用于感知与分析。
Pi Imaging Technology首席执行官Michel Antolovic表示：“Ubicept与我们有着共同的愿景，即致力于推动SPAD感知技术的发展。通过将我们SPAD Alpha顶尖的硬件技术与Ubicept的实时图像数据处理能力相结合，工程师能够充分发挥单光子成像技术的潜力。”
Ubicept表示，其SPAD成像工具包为工程团队提供了利用光子融合处理（UPF）算法高效实现视频数据可视化、采集和处理所需的一切资源。该工具包还包含Ubicept的灵活光采集与表征引擎（FLARE）固件，旨在优化光子采集性能。
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