基于深度学习的单光子非视域成像泊松降噪

Abstract

在非视域成像场景中，有效的回波光子大量减少，泊松噪声对非视域成像的质量影响较大。传统图像泊松降噪算法存在迭代时间长、模式固定和手动设置参数等问题。为提高非视域成像质量，设计一种基于深度学习的单光子非视域成像泊松降噪方法。为解决训练样本不足的问题，利用几何光学近似和蒙特卡罗方法对非视域场景下的光子运动轨迹进行追踪建模，对非视域成像过程进行仿真，利用仿真数据重建的泊松噪声图像制作数据集。设计基于注意力机制的特征增强降噪网络（AEF-Net），利用仿真数据对网络进行优化训练。最后，搭建一套非视域成像系统对网络的泊松降噪性能进行验证。实验结果表明所提AEF-Net去除非视域场景下的泊松噪声效果优于传统降噪算法。