論文の概要: Passive Inter-Photon Imaging

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.00059v1
• Date: Wed, 31 Mar 2021 18:44:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2021-04-02 13:27:56.634865
• Title: Passive Inter-Photon Imaging
• Title（参考訳）: パッシブ光子間イメージング
• Authors: Atul Ingle, Trevor Seets, Mauro Buttafava, Shantanu Gupta, Alberto Tosi, Mohit Gupta, Andreas Velten
• Abstract要約: デジタルカメラの画素は入射光エネルギーをアナログ電流に変換し、それを固定幅のバイナリ表現に変換することで画像強度を測定する。 この直接測定方法は、極端照明下でのダイナミックレンジの制限と性能の低下に苦しむ。 本稿では、連続光子検出の時間遅延として定義される光子間タイミングの測定に基づく新しい強度手がかりを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.739224941453983
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Digital camera pixels measure image intensities by converting incident light energy into an analog electrical current, and then digitizing it into a fixed-width binary representation. This direct measurement method, while conceptually simple, suffers from limited dynamic range and poor performance under extreme illumination -- electronic noise dominates under low illumination, and pixel full-well capacity results in saturation under bright illumination. We propose a novel intensity cue based on measuring inter-photon timing, defined as the time delay between detection of successive photons. Based on the statistics of inter-photon times measured by a time-resolved single-photon sensor, we develop theory and algorithms for a scene brightness estimator which works over extreme dynamic range; we experimentally demonstrate imaging scenes with a dynamic range of over ten million to one. The proposed techniques, aided by the emergence of single-photon sensors such as single-photon avalanche diodes (SPADs) with picosecond timing resolution, will have implications for a wide range of imaging applications: robotics, consumer photography, astronomy, microscopy and biomedical imaging.
• Abstract（参考訳）: デジタルカメラの画素は入射光エネルギーをアナログ電流に変換し、それを固定幅のバイナリ表現に変換することで画像強度を測定する。 この直接測定方法は概念的には単純であるが、極端照明下でのダイナミックレンジの制限と性能の低下に苦しむ -- 電子ノイズは低照明下で支配され、ピクセルフルウェル容量は明るい照明下で飽和をもたらす。 本稿では、連続光子検出の時間遅延として定義される光子間タイミングの測定に基づく新しい強度手がかりを提案する。 時間分解型単光子センサによって測定された光間距離の統計に基づいて、極端にダイナミックな範囲で動作するシーン輝度推定器の理論とアルゴリズムを開発し、1000万から1万以上のダイナミックレンジの撮像シーンを実験的に実演する。 提案手法は, 単光子型アバランシェダイオード(SPAD)などの単一光子センサのピコ秒タイミング分解能の出現に有効であり, ロボット工学, コンシューマー・フォトグラフィー, 天文学, 顕微鏡, 生体医用イメージングなど, 幅広い画像応用に影響を及ぼす。

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