論文の概要: High-Flux Count-Free Single-Photon 3D Cameras
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.18306v1
- Date: Tue, 18 Aug 2026 20:35:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-20 20:13:55.205295
- Title: High-Flux Count-Free Single-Photon 3D Cameras
- Title（参考訳）: 高フラックスカウンタフリー単光子3Dカメラ
- Abstract要約: 単光子カメラは、高光子流条件下での動作時に「パイルアップ」と呼ばれる非線形歪みに悩まされる。
本稿では,フリーランディングキャプチャと解析・バイ・シンセサイザー・ソフトウェア・パイプラインを組み合わせた新しい計算イメージング手法を提案する。
我々の研究は、現実世界の高フラックスシナリオで運用するために、帯域制限の厳しい高解像度SPADカメラを可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.686585732583103
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Single-photon cameras based on single-photon avalanche diode (SPAD) technology are gaining popularity for 3D sensing, thanks to their extreme sensitivity and time resolution. There are two key challenges with single-photon cameras that limit their widespread use: (i) they suffer from non-linear distortions called ''pile-up'' when operated in high-photon-flux conditions, and (ii) they generate a large volume of raw photon data, creating a severe data bottleneck at each sensor pixel. In this work, we show that while compressive capture techniques successfully mitigate data transfer challenges, they exacerbate the effects of dead-time distortion because they fail to retain sufficient information about the photon detection history to allow post-processing pile-up correction via existing methods. We propose a new computational-imaging method that combines free-running capture with an analysis-by-synthesis software pipeline to mitigate pile-up distortions. Our results with hardware emulations and full-scene and single-pixel simulations show that our method can reliably capture scene distance and reflectance over a wide range of illumination conditions. Our work will enable high-resolution SPAD cameras that are severely bandwidth-constrained to operate in real-world high-flux scenarios.
- Abstract（参考訳）: 単一光子型アバランシェダイオード(SPAD)技術を用いた単一光子カメラは、過度な感度と時間分解能によって3Dセンシングで人気を集めている。
単一光子カメラには2つの大きな課題があります。
(i)高光子流環境での運転時に「パイルアップ」と呼ばれる非線形歪みに悩まされ、
(2)大量の生光子データを生成し、各センサ画素に深刻なデータボトルネックを生じさせる。
本研究は, 圧縮捕捉技術によりデータ転送の困難が軽減される一方で, 光子検出履歴の十分な情報を保持することができず, 既往の手法による累積補正が可能となるため, デッドタイム歪みの効果が向上することを示した。
そこで本研究では,フリーランキャプチャと解析・バイ・シンセサイザー・ソフトウェア・パイプラインを組み合わせた新しい計算イメージング手法を提案する。
ハードウェアエミュレーションとフルシーン, シングルピクセルシミュレーションにより, 広い照明条件下でのシーン距離と反射率を確実に把握できることを示す。
我々の研究は、現実世界の高フラックスシナリオで運用するために、帯域制限の厳しい高解像度SPADカメラを可能にする。
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