12、光子混频器器件的压缩感知与像素特性研究

光子混频器器件的压缩感知与像素特性研究

在光子混频器器件（PMD）的研究中，压缩感知（CS）在提高图像分辨率方面具有重要意义。为了在空间域应用CS以实现比传感器原生横向分辨率更高的分辨率，需要将像素响应函数的空间特性融入传感模型。

滤波域选择的影响

在滤波处理中，原始强度域的滤波效果略好于方差稳定域。这可能是因为实际分布并非精确的泊松分布，而是泊松分布与其他方差独立于期望值的分布（如正态分布）的组合，这会降低泊松分布右尾特征的影响以及方差稳定变换的作用。另外，如果滤波器中考虑的空间邻域基数与原始图像集的基数之积足够大，联合滤波方案能够直接处理泊松分布数据，也不需要在方差稳定域进行滤波。

精确的传感模型

现有的PMD类飞行时间（ToF）成像传感器模拟框架通常假设像素响应在空间域是恒定的，而实际情况并非如此。为了实现高分辨率成像，需要对像素响应函数进行准确建模。

在连续情况下，PMD采集时像素通道Γ在积分时间结束时的电平由以下公式给出：
[i_{\Gamma}(\vec{x}) = \int_{t_0}^{t_0 + t_{exp}} \int_{\vec{x} {sub} \in \Omega {sub}^{\vec{x}}} p_{\Gamma}(\vec{x} {sub}, t) q {\Gamma}^*(t) r(t + \tau(\vec{x} {sub})) d\vec{x} {sub} dt]
其中，(\Omega_{sub}^{\vec{x}}) 是包含像素 (\vec{x}) 的子像素空间点的集合，(t_0) 是任意初始时间，(t_{ex