基于竞速逻辑的无计数单光子三维成像

单光子相机（SPCs）已成为一种有前景的高分辨率三维成像技术。单光子三维相机通过捕获各个光子在每个相机像素上的到达时间来确定激光脉冲的往返时间。构建光子时间戳直方图是单光子三维相机的一项基本操作。然而，像素内直方图处理计算开销大，且每个像素需要大量内存。将光子时间戳数字化并传输到片外直方图模块则消耗大量带宽和功耗。本文提出一种无需显式存储光子计数的距离估计在线方法。我们方法的两个关键要素是（a）使用竞速逻辑处理光子流，该逻辑将光子数据维持在时间延迟域中，以及（b）构建无计数等深直方图。等深直方图是“尖峰”分布的简洁表示，例如由表面反射的激光脉冲在SPC像素上获得的分布。我们的方法使用一种收敛于分布中位数（或更一般地，另一个分位数）的分箱器单元。我们级联多个分箱器以形成产生多箱直方图的等深直方图器。我们的评估表明，该方法在保持与传统处理方法相似的距离重建精度的同时，可将带宽和功耗降低一个数量级。