智能安防监控系统在现代社会中被广泛应用，其加强了边境安全和城市管理水平，对于实现社会稳定、经济繁荣和可持续发展具有深远意义。智能化是当前全球家居安防监控产业发展的战略方向，而射频前端芯片与图像传感器芯片在智家居安防中已经成为不可或缺的存在。低损耗、小型化、高精度是长期目标，自主研发对我国集成电路战略及产业意义重大。射频前端芯片模组（FEM）作为WiFi通信、雷达系统中的核心部分，对我国电子信息产业发展和国防安全起着至关重要的作用，也是我国解决集成电路“卡脖子”问题的关键技术之一，而芯片最主流的硅基芯片的硅衬底射频损耗大是亟需解决的技术瓶颈。微光大动态范围图像传感器芯片存在微光条件下目标识别与跟踪准确率低等挑战。

马凯学教授团队开展了互联感知芯片关键技术和系统应用研究，并为智能安防监控等领域运用提供了技术支撑。主要创新点如下：提出了多谐振储能耦合方法，突破了射频前端损耗大、噪声系数高、覆盖范围小等关键问题，实现了高输出功率、低噪声系数、高隔离度等特性，传输距离从90米提升到了255米；提出了低噪声光生电荷收集与读出技术，解决了像素内暗电流高、读出电路噪声大等关键问题，感知最低光强可以降低四倍，从0.01 lux降低到0.0025 lux，弥补了人眼在光强与频谱分辨上的缺陷；提出了一种基于数字图像滤波的感知算法，解决了实际场景中图像易受噪声影响和边缘模糊的问题，可将检测精度从0.68提升到0.85，总体有效提升17%。该项研究成果总体技术达到了国际领先水平。

项目团队所提出的多谐振耦合储能电磁调控理论模型被高通、德州仪器、英特尔、华为等国际领军企业的3000多项专利引用，引领了该领域国际集成电路行业发展），基于该理论模型设计放大器、开关等射频芯片性能获得大幅提升。 “面向智能安防监控场景的互联感知芯片与系统关键技术及应用”项目获得天津市科技进步奖一等奖，主要完成人：马凯学、闫宁宁、聂凯明、傅海鹏、庞志斌、王科平、王勇强、孟凡易、侯岳峰、冯枫、郝永新、徐江涛。