自适应门控低信噪比非视域成像

作     者：李敏 罗一涵 †李泰霖 赵开元 谭毅 谢宗良 LI Min;LUO Yihan;LI Tailin;ZHAO Kaiyuan;TAN Yi;XIE Zongliang

作者机构：中国科学院光场调控科学技术全国重点实验室成都610209 中国科学院光束控制重点实验室成都610209 中国科学院光电技术研究所成都610209 中国科学院大学北京100049 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:62271468)资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2025年第74卷第4期

页      码：103-117页

摘      要：非视域成像技术是对视域外隐藏目标进行光学成像的新兴技术.由于历经多次漫反射,信号回波微弱,门控单光子雪崩二极管(single-photon avalanche diode,SPAD)在低信噪比环境中探测信号发挥了重要作用.然而,实际使用门控SPAD进行目标信号探测时,现有方法多需要借助先验信息进行门宽位置预设,无法完全避免非目标信号干扰和信号丢失,并且存在数据采集量大、耗时长等问题.针对上述问题,本文利用三角定位原理和少量特征点信息,提出一种自适应门控算法,该算法可自动识别回波信号并计算其宽度,无需额外先验信息或人工干预,降低数据采集量,提高处理效率等功能.同时,搭建了基于门控SPAD的共焦非视域成像系统,对提出的算法进行验证.此外,本文就门控SPAD对目标信号提升效果和目标成像质量进行了定量评估,并对比了主流的非视域图像重构算法成像质量.实验结果表明,自适应门控算法可以有效识别回波信号,实现门控参数的自动调节,并在减少数据采集量、提升处理效率的同时,提高目标成像质量.

主 题 词：非视域成像 自适应门控 信噪比 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.74.20241535

馆 藏 号：203157420...