单光子 LiDAR 中秩序均值算法的分析与改进

William C. Yau; Weijian Zhang; Hashan Kavinga Weerasooriya; Stanley H. Chan

单光子 LiDAR 中秩序均值算法的分析与改进

信号处理 2024-07-31 v1 计算机视觉与模式识别图像与视频处理

作者: William C. Yau , Weijian Zhang , Hashan Kavinga Weerasooriya , Stanley H. Chan

摘要

单光子 LiDAR 的深度估计通常通过匹配滤波器实现，但在背景噪声存在时容易出错。为抗制背景噪声，常用技术是采用 Shin 等人 (2015) 之前报告的秩序均值 (ROM) 滤波器。ROM 通过在局部邻域内选择其中间统计值附近的一小范围光子到达时间戳来抗制噪声。尽管 ROM 显示出令人期待的性能，但其理论性能极限尚未知晓。本文通过表明 ROM 在反射率下降至特定阈值以下时会失败，并在截止值处实现精度相位转变来理论化 ROM 性能。基于我们的理论，我们提出了通过选择紧密时间戳簇来改进信号提取技术。实验结果表明，所提出的算法在相同信号强度下比 ROM 提高了约 3 个数量级的深度估计性能，甚至在噪声水平高达信号 17 倍时仍可实现高图像保真度。

关键词

单光子 LiDAR 秩序均值深度估计背景噪声时间戳聚类

引用

@article{arxiv.2407.20399,
  title  = {Analysis and Improvement of Rank-Ordered Mean Algorithm in Single-Photon LiDAR},
  author = {William C. Yau and Weijian Zhang and Hashan Kavinga Weerasooriya and Stanley H. Chan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.20399},
  year   = {2024}
}

备注

6 pages, 7 figures, submitted to the IEEE 26th International Workshop on Multimedia Signal Processing (MMSP)

单光子 LiDAR 中秩序均值算法的分析与改进

摘要

关键词

引用

备注

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