論文の概要: High-Speed Full-Color HDR Imaging via Unwrapping Modulo-Encoded Spike Streams

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.14632v1
• Date: Thu, 16 Apr 2026 05:20:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-17 21:29:31.738111
• Title: High-Speed Full-Color HDR Imaging via Unwrapping Modulo-Encoded Spike Streams
• Title（参考訳）: モジュロ符号化スパイクストリームによる高速フルカラーHDRイメージング
• Authors: Chu Zhou, Siqi Yang, Kailong Zhang, Heng Guo, Zhaofei Yu, Boxin Shi, Imari Sato,
• Abstract要約: 高速フルカラーHDR取得が可能な全変調HDRイメージングシステムを提案する。 このアプローチの核心は、複数の測定を時間内にインターリーブできる、露出分離型モジュロイメージングの定式化である。 本システムの実現可能性を検証するため,モジュール符号化スパイクストリームに基づく概念実証ハードウェアの実装を実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 83.83721273785281
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Conventional RGB-based high dynamic range (HDR) imaging faces a fundamental trade-off between motion artifacts in multi-exposure captures and irreversible information loss in single-shot techniques. Modulo sensors offer a promising alternative by encoding theoretically unbounded dynamic range into wrapped measurements. However, existing modulo solutions remain bottlenecked by iterative unwrapping overhead and hardware constraints limiting them to low-speed, grayscale capture. In this work, we present a complete modulo-based HDR imaging system that enables high-speed, full-color HDR acquisition by synergistically advancing both the sensing formulation and the unwrapping algorithm. At the core of our approach is an exposure-decoupled formulation of modulo imaging that allows multiple measurements to be interleaved in time, preserving a clean, observation-wise measurement model. Building upon this, we introduce an iteration-free unwrapping algorithm that integrates diffusion-based generative priors with the physical least absolute remainder property of modulo images, supporting highly efficient, physics-consistent HDR reconstruction. Finally, to validate the practical viability of our system, we demonstrate a proof-of-concept hardware implementation based on modulo-encoded spike streams. This setup preserves the native high temporal resolution of spike cameras, achieving 1000 FPS full-color imaging while reducing output data bandwidth from approximately 20 Gbps to 6 Gbps. Extensive evaluations indicate that our coordinated approach successfully overcomes key systemic bottlenecks, demonstrating the feasibility of deploying modulo imaging in dynamic scenarios.
• Abstract（参考訳）: 従来のRGBベースのハイダイナミックレンジ(HDR)イメージングは、マルチ露光キャプチャーにおけるモーションアーティファクトとシングルショット技術における不可逆的な情報損失の基本的なトレードオフに直面している。 モデュロセンサーは理論的に非有界なダイナミックレンジを包み込み測定に符号化することで、有望な代替手段を提供する。 しかし、既存のModuloソリューションは、反復的なアンラッピングオーバーヘッドと、ハードウェアの制約により、低速でグレースケールなキャプチャに制限されたままである。 本研究では,センサの定式化とアンラッピングアルゴリズムの両方を相乗的に進めることで,高速かつフルカラーのHDR取得を可能にする全変調HDRイメージングシステムを提案する。 当社のアプローチの核心は、複数の測定を時間内にインターリーブし、クリーンで観察的な測定モデルを維持するための、露光分解されたモジュロイメージングの定式化である。 そこで本研究では,拡散に基づく生成先行をモジュロ画像の物理的最小絶対残差特性と統合し,高効率で物理に一貫性のあるHDR再構成を支援する,反復フリーなアンラッピングアルゴリズムを提案する。 最後に,本システムの実用性を検証するために,モジュロ符号化スパイクストリームに基づく概念実証ハードウェアの実装を示す。 この設定は、スパイクカメラのネイティブ高時間分解能を保ち、出力データの帯域幅を約20Gbpsから6Gbpsに減らしながら1000FPSのフルカラーイメージングを実現する。 本手法は, 動的シナリオにおけるモジュロイメージングの実現可能性を示すとともに, 重要なボトルネックを克服する上で有効であることを示す。

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