亚bin延迟光子计数融合算法

测距误差低三个数量级

通过亚bin延迟扫描与多直方图融合，从粗时间分辨率阵列探测器中恢复出精细到亚bin级的回波光子到达时间，实现无需硬件升级的单光子3D成像超分辨。

Yin, Haomeng · 赵惠 · Yang, Mingyang · 刘永安 · 盛立志 · 樊学武

Photonics 2024

参数信息

测距误差降低

3 个数量级

平均绝对误差降低

95.60 %

信背比

0.05

回波脉宽

100 ps

技术优势

免硬件升级的超分辨

在现有粗时间分辨率阵列探测器上，通过算法在亚bin级精度估计光子到达时间，无需更换更快探测器即可提升距离精度。

误差降三个数量级

对于100 ps回波脉宽，采用0.1倍亚bin时间分辨率延迟时，系统测距误差降低了三个数量级。

强噪声下仍有效

在低信背比0.05的稀疏光子场景下，重建结果的平均绝对误差降低95.60%，同时实现超分辨和去噪。

应用场景

• 单光子3D成像：在现有单光子阵列探测器上实现亚bin级时间分辨率，提升距离精度。
• 激光雷达测距：无需更换硬件即可将测距误差降低三个数量级，适用于激光雷达系统。
• 低信噪比成像：在信背比0.05的强噪声下，平均绝对误差降低95.60%，同时实现去噪。