现如今,随着高级驾驶员辅助系统对高分辨率光检测和测距技术的需求越来越高,如何利用激光信号准确测距变得十分重要。激光测距主要有两种方式,一种为基于时间差的直接测距法,另一种为基于相位差的间接测距法。本文中所采用的是基于直接测距法的单光子计数型激光雷达测距。由于单光子计数型激光雷达测距系统的敏感度非常高,测距过程中会产生大量的噪声。因此,如何有效的去噪是利用激光准确测距的关键。虽然到目前为止已经有很多种不同的去噪算法,但这些算法都有对数据逐个进行处理的特点,本文中将这类算法统称为传统去噪算法。在传统去噪算法中,利用激光信号的时间相关性,在光子数-时间统计直方图上进行逐条筛选,直至选出若干个真正的激光信号的到达时刻。这类算法的缺点是数据规模太大,需要执行的次数太多,拖慢了算法的效率,因此对算法进行优化改进则变得十分必要。本文在传统算法的基础上提出了一种优化算法,该算法在保证准确度与传统算法相一致的前提下,大大减少了数据规模,进而提高了效率。优化算法的步骤为:首先将时间-光子数统计直方图上的所有纵坐标数据按一定顺序存储在一矩阵中,再将该矩阵划分为若干个子矩阵,对子矩阵所存的数据进行作和,通过对这些数据和的比较先粗略地定出激光信号的位置（在某些子矩阵内）,这一过程称为粗去噪;在确定这些子矩阵的位置后,先将子矩阵中的数据进行卷积处理以避免其他噪声的影响,而后再在这些子矩阵中以纵坐标较大为原则并通过逐条比对的方式找出激光信号的精确位置,这一过程称为细去噪。与传统的去噪算法相比,本文所提出的优化算法缩减了数据规模,减少了对比次数,进而提高了算法效率。本文在提出优化算法的同时也给出了实现该算法的单光子去噪算法电路,包括:二维矩阵存储电路,比较电路（粗）,读出电路（粗）,比较电路（细）,读出电路（细）以及数据转换电路。并且在此基础上基于0.11μm CMOS工艺设计了单光子去噪算法电路的版图并进行了后仿真,其中版图的面积为601×1202μm2,结合测试文件中的仿真数据以及该算法要实现的目的,从后仿结果可以看出此电路实现了算法的功能,从而在电路层面验证了算法的正确性和有效性。