平行单像素成像 3D 重建建模：新见解与机遇
光学
2025-04-29 v1
摘要
智能制造和自动驾驶的日益普及，加剧了在复杂反射和传输条件下的三维（3D）重建需求。传统的结构光技术依赖于固有的点到点三角测量，在这些棘手的情境中限制了准确的 3D 测量。平行单像素成像（PSI）在极端条件下展现出卓越的优势，已成为准确 3D 测量的有前景的方法。然而，现有工作尚未报告用于充分解释其内在机制并定量表征其性能的完整理论模型。本研究提出了一种针对 PSI 方法的综合理论模型，包括成像模型和噪声模型。所提出的成像模型描述了复杂照明下的光传输系数，阐明了使用 PSI 实现成功 3D 成像的内在机制。开发的噪声模型定量分析了环境噪声对测量精度的影响，为 PSI 系统的误差分析提供了框架。数值仿真和实验结果验证了所提出模型的有效性，揭示了 PSI 的普适性和鲁棒性。最后，指出了潜在的研究方向，以指导和激发未来研究。所建立的理论模型为 PSI 的基础提供了坚实的支撑，并为未来在更具挑战性的 3D 重建任务中应用带来了新的见解和机遇。
引用
@article{arxiv.2504.19923,
title = {Modeling of Parallel Single-Pixel Imaging for 3D Reconstruction: New Insights and Opportunities},
author = {Feifei Chen and Yunan Shen and Chengmin Liu and Zhaosheng Chen and Xi Tang and Zhengdong Chen and Qican Zhang and Zhoujie Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.19923},
year = {2025}
}