[發明專利]實現事件與灰度值同步輸出的動態視覺傳感器像素電路

有效

• 申請號: 202210024940.9
• 申請日: 2022-01-08
• 公開（公告）號: CN114222034B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 李先銳;夏璨璨;程俊;呂云哲;孫基偉
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04N5/202
• 分類號: H04N5/202;H04N5/341;H04N5/376
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華

本發明公開了一種實現事件與灰度值同步輸出的動態視覺傳感器像素電路，主要解決現有技術靜態分辨率低，無法重構圖像的問題。其包括動態視覺傳感器(1)、有源像素傳感器(2)。其中，有源像素傳感器包括多個傳感器像素單元，這些傳感器像素單元與動態視覺傳感器之間連接有邏輯電路(3)，該邏輯電路根據動態視覺傳感器輸出的ON或OFF事件和外部輸入的應答信號輸出兩路控制信號A和B，以同時控制多個有源像素圖像傳感器灰度值的輸出，實現動態視覺傳感器的輸出事件與有源像素傳感器輸出的灰度值同步。本發明有效解決了事件與灰度值更新不匹配的問題，提高了圖像傳感器的靜態分辨率，以利于重構圖像，可用于微電子技術中的傳感器同步輸出。

技術領域

本發明屬于電子電路技術領域，更進一步涉及一種的動態視覺傳感器像素電路，可用于微電子技術中圖像傳感器的事件信息與灰度值信息的同步輸出。

背景技術

傳統的圖像傳感器以固定幀率輸出圖像絕對光強信息，可以重構圖像的細節紋理信息，但數據量大、功耗大，在高速、亮度極高或光線極差時不能很好地獲取圖像信息。動態視覺傳感器模擬生物視網膜處理信息的機制，在外部光照條件發生變化時，圖像傳感器像素電路陣列中的像素電路異步產生一個脈沖事件，然后通過AER通信協議進行傳輸，最終輸出脈沖事件對應的地址信息，但因為動態視覺傳感器輸出的是識別到光照條件變化的像素地址信息，當光強信息不變化時沒有輸出，而不是像傳統圖像傳感器一樣，在固定時間間隔下全局輸出灰度值信息，所以動態視覺傳感器具有數據量小、低功耗、快速響應的特點。但是，僅有事件的地址信息無法重構圖像，許多應用場景可以通過僅處理亮度變化事件來解決，但有些應用場景還需要某種形式的靜態輸出，即“絕對”亮度。為了解決這個問題，同時輸出動態和靜態信息的圖像傳感器已經有了一些發展。

三星電子株式會社在申請號201910856811.4的專利申請文獻中提出了一種含CMOS圖像傳感器像素和動態視覺傳感器像素的圖像傳感器。該電路由CMOS圖像傳感器CIS像素、動態視覺傳感器DVS和圖像信號處理器組成。CIS像素包括光電轉換器件和讀出電路，用于生成與電荷對應的輸出電壓；DVS像素不包含單獨的光電轉換器件，基于CIS中的電荷來檢測入射光的強度的變化，輸出脈沖事件信號；圖像信號處理器使光電轉換器件能夠連接到讀出電路或DVS像素，基于由CIS像素生成的輸出電壓生成圖像傳感器的第一圖像數據，并基于由DVS像素生成的事件信號生成第二圖像數據。該圖像傳感器雖然能夠輸出事件和灰度值，但是該方法仍然存在的不足之處是，無法保證事件與灰度值的同步輸出，可能會出現事件與灰度值更新不匹配的問題。

華為技術有限公司在申請號為202010451017.4的專利申請文獻中提出一種提出了一種保證動態視覺信息與圖像灰度信號的同步的圖像信號處理方法及裝置、電子設備。該圖像信號處理裝置包括多個像素組，每個像素組中包含至少兩個子像素，每個子像素都包含一個感光電路。該圖像信號處理方法包括：在一幀圖像的曝光時長中的任一時間段，獲取圖像傳感器的像素組中子像素發出的電信號；將像素組中的任一子像素發出的電信號發送至DVS電路，其中DVS電路根據任一子像素發出的電信號確定生成事件信號；將像素組中除任一子像素之外的其他子像素發出的電信號發送至有源像素圖像傳感器APS電路，APS電路根據像素組中除任一子像素之外的其他子像素發出的電信號生成圖像灰度信號。雖然APS電路和DVS電路均能輸出，但是該圖像信號處理方法中，由于APS電路與DVS電路是獨立工作的，且子像素發出的電信號傳輸到APS和DVS的過程較復雜，因而無法保證事件與灰度信息的同步，仍會出現事件與灰度值更新不匹配的問題。