In this paper, we present a novel Bayesian approach for estimating spectral and range profiles from single-photon Lidar waveforms associated with single surfaces in the photon-limited regime. In contrast to classical multispectral Lidar signals, we consider a single Lidar waveform per pixel, whereby a single detector is used to acquire information simultaneously at multiple wavelengths. A new observation model based on a mixture of distributions is developed. It relates the unknown parameters of interest to the observed waveforms containing information from multiple wavelengths. Adopting a Bayesian approach, several prior models are investigated and a stochastic Expectation-Maximization algorithm is proposed to estimate the spectral and depth profiles. The reconstruction performance and computational complexity of our approach are assessed, for different prior models, through a series of experiments using synthetic and real data under different observation scenarios. The results obtained demonstrate a significant speed-up without significant degradation of the reconstruction performance when compared to existing methods in the photon-starved regime.


翻译:在本文中,我们展示了一种新颖的巴伊西亚方法,用于估计光子限制系统中单光子李达尔波形与单一表面相联的光谱和范围剖面图;与古典多光谱利达尔信号不同,我们考虑采用单一的利达尔波形像素,即使用单一的探测器同时获取多波长信息;开发了一种基于分布混合的新观测模型;将未知的兴趣参数与包含多波长信息的观测波形联系起来;采用巴伊西亚方法,对以前的若干模型进行调查,并提议采用一种随机预期-最大化算法来估计光谱和深度剖面图;对不同的前模型,通过在不同的观测情景下使用合成和真实数据进行一系列实验,评估我们方法的重建绩效和计算复杂性;获得的结果表明,与光子-星系中的现有方法相比,重建绩效在不显著退化的情况下大大加快。

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
专知会员服务
59+阅读 · 2020年3月19日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
【泡泡一分钟】基于运动估计的激光雷达和相机标定方法
泡泡机器人SLAM
25+阅读 · 2019年1月17日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
gan生成图像at 1024² 的 代码 论文
CreateAMind
4+阅读 · 2017年10月31日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
5+阅读 · 2018年1月17日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
59+阅读 · 2020年3月19日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25日
【泡泡一分钟】基于运动估计的激光雷达和相机标定方法
泡泡机器人SLAM
25+阅读 · 2019年1月17日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
gan生成图像at 1024² 的 代码 论文
CreateAMind
4+阅读 · 2017年10月31日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员