[發明專利]特別用于將時變圖像數據的取樣亮度感測和異步檢測相結合的光電陣列

有效

• 申請號: 201280062732.2
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN104272723B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 托拜厄斯·德爾布魯克;拉斐爾·伯納
• 申請（專利權）人: 蘇黎世大學
• 主分類號: H04N5/378
• 分類號: H04N5/378
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 謝順星;張晶

本發明涉及一種光電陣列(1)，其包括：多個單元(10)，其中所述單元(10)的每一個包括裝置(20)，所述裝置(20)被設置為生成與射在所述各單元(10)上的光的強度(L)成比例的光電流(I)，其中所述單元(10)的每一個包括連接至用于生成所述光電流(I)的所述各裝置(20)的變化檢測電路(100)，該變化檢測電路(100)被設置為僅當變化事件(30)發生時生成輸出信號，在所述變化事件(30)發生時由于來自所述各單元(10)的之前的變化事件，所述強度(L)變化一閾值量(T、T’)。根據本發明，用于生成所述光電流(I)的所述裝置(20)還被用來估計作為在所述各單元(10)的光的亮度的測量值的所述光電流(I)的大小。

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的特別用于檢測時變圖像數據的光電陣列，即光敏元件的陣列。

背景技術

這樣的光電陣列通常包括多個單元(例如，單元陣列)，每一個單元(也稱為像素)具有用于根據各單元的光強度生成信號(例如，光電流)的裝置(例如，光電二極管或光電晶體管)。單元陣列可以是單元的拓撲一維或二維陣列，其可以具有或者不具有矩形邊界。各單元還包括變化檢測電路，其可以按照US 7728269 B2中詳細描述的細節構造(其中變化檢測電路特別通過電壓緩沖器與包括用于生成光電流的所述裝置的光電傳感器電路絕緣)。將這樣的變化檢測電路設置為異步地發出變化事件，該變化事件是由于來自像素(單元)的上一次的變化事件使亮度變化一閾值量的信號。因為這些事件特別表示射到各單元的入射光的對數強度變化，這些事件表示“時間襯比(temporal contrast)”。

例如US 2003/0015647公開的使用光電陣列的實時人工視覺通常被限于對光電陣列進行取樣的幀頻。為了看出快速變化的事物，必須使用高幀頻，然后這樣的光電陣列生成大量的冗余數據，該冗余數據需要強大的和昂貴的后處理。

另一方面，通過引證的方式并入本文的US 7728269 B2中公開的技術教導使視覺傳感器低延時地且大幅減少冗余地對場景反射比變化作出反應。但是，其不適于感測靜態場景。

發明內容

因此，本發明的基本問題是提供減少上述缺點的光電陣列并由此更適合實時人工視覺。

該問題由具有權利要求1的特征的光電陣列解決。

根據其，用于生成所述光電流的各裝置(例如光電元件)還被用來估計各單元的亮度(特別是絕對亮度)(例如，用恒定速率與異步變化事件對比)。該亮度與各單元的光電流的大小成比例。

更具體地，各單元被設置為(例如，通過各變化檢測電路)異步檢測變化事件和更新在以所述(例如相對低的)恒定速率取樣的規則亮度樣本之間的各變化事件時的亮度。

更具體地，根據本發明的光電陣列的所述變化檢測電路被設置為當(且僅當)變化事件發生時生成輸出信號，由于各單元的之前變化事件(也稱為異步檢測)所以在變化發生時在各單元的所述光強度(特別是至少)變化一閾值量，其中當所述強度增加閾值量時所述輸出信號是所謂的ON信號，并且當所述強度減少閾值量時所述輸出信號是所謂的OFF信號。

更具體地，所述光電陣列包括連接至所述單元的編碼器，該編碼器被設置為確定生成輸出信號的各單元的地址(即，在單元陣列內的各單元的位置)以及所述強度是否增加(ON信號)或減少(OFF信號)所述閾值量。對應的地址和輸出信號(ON或OFF)作為事件被提供至緩沖器，該緩沖器所述能夠由如在US 7728269 B2中詳細描述的外部接收器訪問。

因此，根據本發明的光電陣列從其所有單元(像素)能夠生成ON和OFF事件(輸出信號)，其中這些事件的速率取決于光信號(強度)變化的速率。由于在光電陣列外的數據通信只在入射光強度變化時發生，這使得在其源極(source)的數據量，即單獨單元(像素)顯著減少。