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龙图腾网获悉南京工业大学申请的专利一种基于单光子密度成像的相机设计优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119603572B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411754749.5，技术领域涉及：H04N25/773；该发明授权一种基于单光子密度成像的相机设计优化方法是由李晓丽;魏雪健;杜振龙设计研发完成，并于2024-12-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于单光子密度成像的相机设计优化方法在说明书摘要公布了：本发明公布了一种基于单光子密度成像的相机设计优化方法，该方法依托单光子雪崩二极管SPAD器件来捕捉入射光子信息，进而构建光子立方体用于表示各像素点处光检测的情况以及光子的特征信息。光子的到达可以建模为泊松过程，采用时间对比度投影技术生成光子事件，并利用指数响应曲线来避免下溢，通过优化事件触发机制，使得在低光条件下的灵敏度提升，实现了成像性能的优化。本发明通过SPAD采集的光子立方体信息以及相应的算法达到成像效果。并且通过算法的优化实现更高的视频重建质量和更低的带宽成本，具有较好的实用价值。

本发明授权一种基于单光子密度成像的相机设计优化方法在权利要求书中公布了：1.一种基于单光子密度成像的相机设计优化方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1：使用单光子雪崩二极管SPAD单元阵列作为成像器件，以高时域分辨率捕获立方体中的光子数据； 步骤2：采集单光子数据，将捕获的立方体中光子数据进行预处理，由于单位时间内获得的光子数较少，需要较长时间的光子累计以得到足够的采样光子构建图像； 步骤3：根据探测到的单光子位置和到达时间构建图像，采用信号处理技术减少噪声，优化图像质量； 步骤4：对采集到的立方体光子中数据进行投影处理，并将时间对比度用于事件检测，实现充分光照条件下的事件检测判定； 步骤4.1：每个像素独立地检测亮度的变化，当变化超过预设的阈值就会生成记录，|Vx，t-Vrefx|＞τ，SPAD传感器检测光子后会生成光感电压Vx，t；该电压的偏离参考电压为Vrefx，单次捕获后，将新的电压值更新为参考电压Vrefx，为后续检测提供基准，τ为对比度阈值； 步骤4.2：光子立方体由SPAD在高帧率下捕获的光子检测数据组成，每一层代表单个时刻的光子检测结果，由于单帧数据的随机噪声大，为了平稳亮度，使用指数移动平均ExponentialMovingAverage：EMA对时间帧的数据进行平滑，得到当前的光子强度估计：μtx＝1-βBtx+βμt-1x，其中β是平滑因子，Btx表示光子检测结果，事件触发的条件如下：|hμx-hμrefx|＞τ，其中h是应用于EMA的标量函数，用于对光子强度的估计值进行变换； 步骤4.3：对数函数logx在低光条件下容易出现下溢，为此使用SPAD相机的指数响应曲线hx＝1-e-αΦx,t，其中α为与光子流量无关的常数，Φx，t是像素点x在时间t的实际光强，该响应曲线可以避免对数函数在低光条件下的下溢问题；根据像素位置或入射光强度动态调整平滑系数β和对比度阈值τ，增强相机的灵敏度，避免了相机在低光下因亮度变化不足而无法记录，进而达到优化相机功能的目的。

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