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储能系统技术 储能系统 深度学习 ★ 4.0

基于超表面的单像素识别透过散射介质

Metasurface-based single-pixel recognition through scattering media

作者 Xuan Zhang · Jiahao Xiong · Ai Fu · Guoxing Zheng
期刊 Applied Physics Letters
出版日期 2025年1月
卷/期 第 126 卷 第 4 期
技术分类 储能系统技术
技术标签 储能系统 深度学习
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 超表面 单像素探测器 混合神经网络 目标识别 手写数字识别
语言:

中文摘要

利用光电混合神经网络,提出一种基于超表面与单像素探测器的混合神经网络用于物体识别。该方法仅需八个由数字神经网络训练得到的照明模式,将二维图像信息通过卷积压缩为单像素探测器测量的八个强度值,在手写数字识别中实现了93.8%的准确率。本工作实现了无需成像的超表面物体识别新路径,兼具强信息压缩、高精度提取能力与紧凑结构设计优势。

English Abstract

Taking advantage of optoelectronic hybrid neural networks, we propose a metasurface-single-pixel hybrid neural network for object recognition. It employs only eight illumination patterns trained by the digital neural network to convolve the object from two-dimensional images into only eight intensity values measured by a single-pixel detector, achieving a 93.8% accuracy rate in handwritten digit recognition. Our work therefore paves an image-free way for metasurface-based object recognition using only a single-pixel detector, which exhibits its powerful information compression and accurate extraction capabilities coupled with a compact structural design.
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SunView 深度解读

该超表面单像素识别技术对阳光电源智能运维系统具有重要应用价值。其核心优势在于:1)强信息压缩能力可应用于PowerTitan大型储能系统的分布式传感器网络,通过单像素探测器实现设备状态监测,大幅降低数据传输带宽需求;2)无需成像的识别方式适合iSolarCloud云平台的边缘计算场景,在光伏电站和储能站点部署低成本光学传感器进行设备异常识别;3)光电混合神经网络架构为ST系列储能变流器的故障诊断提供新思路,通过光学预处理减轻数字系统计算负担,提升实时诊断效率。该技术可集成到智能运维系统,实现紧凑型、低功耗的预测性维护方案。