设计|SPAD与超表面滤光片阵列集成,实现超低微光水平下的彩色图像重构( 二 )


设计|SPAD与超表面滤光片阵列集成,实现超低微光水平下的彩色图像重构
本文插图

使用多光谱激光照明 , 逐步减少曝光时间 , 对目标(玩具)的彩色图像重构
在许多应用中 , 激光主动照明是有用的 , 如激光雷达 。 但如天文学等其它领域则采用被动成像方式 。 为了演示被动成像 , 引入热白光光源以泛光照亮场景 , 取代直接激光照明及其光学元件 。 对五个相同目标进行功耗与主动成像系统相当的照明(由探测器记录的计数率确定) 。 总曝光时间500毫秒 , 每个像素从目标返回的平均光子数为2500个 。 下图可直观看出两种方式的图像重构效果差异 。 白光光源的宽波段特性使其能覆盖每个滤光片的整个光谱范围 , 从而对目标的白色部分实现更为逼真的重构 , 而主动成像系统很难用三种独立的波段设置达到这种效果 。 但是 , 激光照明的窄带特性 , 可以有效地降低滤光片的光谱宽度 , 提供更锐利的颜色和更大的对比度 。
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主动成像系统与被动成像系统成像质量对比(上图:目标物体;左下图:主动成像系统成像结果;右下图:被动成像系统成像结果)
据论文作者介绍 , 这是第一次集成SPAD图像传感器与马赛克滤光片阵列实现彩色图像重构 , 为在二维和三维空间中快速获取极少数量的光子并重构彩色图像奠定了基础 。
论文链接:
https://www.osapublishing.org/optica/abstract.cfm?uri=optica-7-6-632

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