具有单光子计数功能的抗噪单像素压缩传感

作者

李莉莉,桑托什·库马尔,永萌苏 & 黄玉萍

摘要

光子探测技术的快速发展，推动了单光子传感和成像技术的快速发展。虽然与经典同类产品相比具有显着优势，但它们受到环境噪声和量子噪声的影响，其影响在低光照水平下变得更加明显，从而限制了采集信号的质量。在这里，我们研究了光子计数噪声如何通过压缩传感降低单像素光学分类器的性能，以及如何通过使用量子参数模式排序来恢复其性能。以修改后的美国国家标准与技术研究院手写数字为例，我们研究了探测器暗计数和带内背景噪声的影响，并证明了模式滤波和上变频检测在解决这些问题方面的有效性。在带内噪声比接收到的信号强 500 倍的情况下，我们实现了 94% 的分类准确率。我们的研究结果表明，在实际环境中，阳光、环境和多散射噪声可以很容易地控制微弱信号，从而实现稳健而有效的单光子传感方法。