Temel Kavramlar
単一光子LiDARシステムでは、空間分解能を上げるためにより多くのピクセルを配置すると、各ピクセルの信号対雑音比が低下するという根本的なトレードオフが存在する。本論文では、この現象を理論的に解析し、閉形式の式を導出した。
Özet
本論文では、単一光子LiDARシステムにおける空間分解能と信号対雑音比のトレードオフを理論的に解析している。
まず、単一光子の到着統計について説明し、最尤推定を用いた深度推定の分散を導出した。次に、空間的に離散化された受光ピクセルモデルを提案し、ピクセル数と信号対雑音比の関係を解析した。
具体的には、時間遅延関数τ(x)を線形近似し、ボックス関数をガウス関数で近似するという新しい理論的手法を導入した。これにより、閉形式の平均二乗誤差(MSE)の式を導出した。
この理論式は、シミュレーションおよび実験データとよく一致することを示した。理論式から、総光束、シーンの滑らかさ、パルス幅などが平均二乗誤差に与える影響が明らかになった。また、ピクセル数に対するMSEがU字型の特性を持つことが分かった。
本研究は、単一光子LiDARシステムの設計指針を与える重要な知見を提供している。
İstatistikler
光束α0が大きいほど、平均二乗誤差が小さくなる。
シーンの勾配cが大きいほど、平均二乗誤差が大きくなる。
パルス幅σtが小さいほど、平均二乗誤差が小さくなる。
Alıntılar
"単一光子LiDARシステムでは、空間分解能を上げるためにより多くのピクセルを配置すると、各ピクセルの信号対雑音比が低下するという根本的なトレードオフが存在する。"
"本論文では、この現象を理論的に解析し、閉形式の式を導出した。"