该研究针对单光子雪崩二极管(SPAD)相机在3D感知中的两大瓶颈——高光子通量下的“堆积”非线性失真,以及海量原始数据造成的传输瓶颈——提出了一种新型计算成像方法。研究发现,传统的压缩采集技术虽能缓解数据传输压力,却因丢失光子检测历史信息而无法通过现有后处理手段校正堆积效应。为此,作者将自由运行采集模式与分析-合成软件流水线相结合,在不依赖光子计数的情况下有效抑制堆积失真。通过硬件仿真及全场景、单像素模拟验证,该方法能在广泛光照条件下可靠恢复场景距离与反射率。该成果有望使带宽受限的高分辨率SPAD相机在真实高通量场景中稳定运行,推动单光子3D成像技术的实用化进程。该论文荣获IEEE ICCP 2026最佳论文奖,并将发表于TPAMI期刊。
| SPAD | 单光子雪崩二极管,一种能够检测单个光子的高灵敏度光电探测器。 |
| pile-up | 堆积效应,高光子通量下SPAD探测器产生的非线性失真现象。 |
| dead-time distortion | 死区时间失真,探测器在检测到光子后短暂失效期间导致的信号畸变。 |
| compressive capture | 压缩感知采集,一种通过减少数据量来缓解传输瓶颈的采样技术。 |
| analysis-by-synthesis | 综合分析合成,一种通过生成模型预测并校正失真的计算方法。 |
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