将单光子相机图像转换为彩色高动态范围图像

传统CMOS传感器在极端光照条件下受限于动态范围不足和性能欠佳。它们在低光照条件下受电子噪声影响，而在高光照条件下则出现像素饱和。近期为CMOS传感器设计的高动态范围（HDR）成像方法试图通过融合多次曝光来解决这些问题。然而，它们在动态场景中常引入鬼影和光闪烁等伪影，在极端动态范围条件下则出现非均匀信噪比。近年来，单光子雪崩二极管（SPAD），也称为单光子相机（SPC）传感器，因其能够以高时间精度捕获单个光子而超越了CMOS传感器。与传统数码相机先将光能转换为模拟电流再数字化不同，SPAD传感器直接进行光子检测，使其不易受极端光照条件影响。其独特的非线性响应曲线有助于在低光照和高光照环境中捕获光子，使其特别适用于高动态范围成像。尽管有这些优势，SPAD传感器生成的图像通常噪声大且视觉上不吸引人。为解决这些挑战，我们评估了将单色SPAD图像转换为不同分辨率的彩色HDR图像的最先进架构。我们的评估包括对这些架构的定性和定量评估，重点关注它们在转换过程每个阶段的有效性。