論文の概要: Time-Resolved MNIST Dataset for Single-Photon Recognition
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.16744v1
- Date: Tue, 22 Oct 2024 06:58:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-23 14:27:40.686538
- Title: Time-Resolved MNIST Dataset for Single-Photon Recognition
- Title（参考訳）: 単光子認識のための時間分解型MNISTデータセット
- Authors: Aleksi Suonsivu, Lauri Salmela, Edoardo Peretti, Leevi Uosukainen, Radu Ciprian Bilcu, Giacomo Boracchi,
- Abstract要約: 時間分解単一光子イメージングは、単一光子の到着をタイムスタンプする能力に特徴付けられる、有望な画像モダリティである。
SPADは、非同期読み出しによるパッシブイメージングに適した、現代的な時間分解ピクセルを実装するための主要な技術である。
本稿では、光子到着の特異性と、時間分解SPADアレイの取得過程に関わる全てのノイズ源を考慮に入れたSPADイメージングの現実的なシミュレーションプロセスについて述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.019891355693911
- License:
- Abstract: Time-resolved single photon imaging is a promising imaging modality characterized by the unique capability of timestamping the arrivals of single photons. Single-Photon Avalanche Diodes (SPADs) are the leading technology for implementing modern time-resolved pixels, suitable for passive imaging with asynchronous readout. However, they are currently limited to small sized arrays, thus there is a lack of datasets for passive time-resolved SPAD imaging, which in turn hinders research on this peculiar imaging data. In this paper we describe a realistic simulation process for SPAD imaging, which takes into account both the stochastic nature of photon arrivals and all the noise sources involved in the acquisition process of time-resolved SPAD arrays. We have implemented this simulator in a software prototype able to generate arbitrary-sized time-resolved SPAD arrays operating in passive mode. Starting from a reference image, our simulator generates a realistic stream of timestamped photon detections. We use our simulator to generate a time-resolved version of MNIST, which we make publicly available. Our dataset has the purpose of encouraging novel research directions in time-resolved SPAD imaging, as well as investigating the performance of CNN classifiers in extremely low-light conditions.
- Abstract（参考訳）: 時間分解単一光子イメージングは、単一の光子の到着をタイムスタンプするユニークな能力を特徴とする、有望な画像モダリティである。
シングルフォトアバランシェダイオード(SPAD)は、非同期読み出しによるパッシブイメージングに適した、現代的な時間分解ピクセルを実装するための主要な技術である。
しかし、現時点では小さなアレイに制限されているため、受動的時間分解SPADイメージングのためのデータセットが不足しており、この特殊な画像データの研究を妨げている。
本稿では、光子到着の確率的性質と、時間分解SPADアレイの取得過程に関わるすべてのノイズ源を考慮に入れたSPADイメージングの現実的なシミュレーションプロセスについて述べる。
我々は,このシミュレータをソフトウェアプロトタイプとして実装し,受動モードで動作する任意のサイズのSPADアレイを生成する。
参照画像から、シミュレータはリアルタイムな光子検出ストリームを生成する。
我々はシミュレーターを用いて、MNISTの時間分解版を生成し、それを公開している。
我々のデータセットは、時間分解SPADイメージングにおける新しい研究方向の推進と、極低照度条件下でのCNN分類器の性能調査を目的としている。
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