[发明专利]基于压缩感知的CMOS图像传感器成像系统及方法

权利要求书

1.一种基于压缩感知的CMOS图像传感器成像系统，其特征在于，包括：

像素阵列，用于将采集的光信号转换为电信号；

时序控制模块，用于控制所述像素阵列的曝光时序；

线性反馈移位寄存器，用于产生对应于像素阵列的每一个像素点的伪随机数序列，并基于所述伪随机数序列决定哪些像素点需要被求平均；

Sigma-delta模数转换器，用于依次对需要被求平均的像素点进行采样，对采样后的像素点进行求平均并进行量化，获得观测结果，其中，

所述时序控制模块还用于在每次观测后对所述线性反馈移位寄存器中的所述伪随机数序列进行更新。

2.根据权利要求1所述的基于压缩感知的CMOS图像传感器成像系统，其特征在于：所述像素阵列包括多个像素子模块，每个像素子模块包括多个像素点，其中，每个像素子模块分配有一个独立的线性反馈移位寄存器和Sigma-delta模数转换器。

3.根据权利要求1所述的基于压缩感知的CMOS图像传感器成像系统，其特征在于：所述伪随机数序列由“1”和“0”组成，其中，“1”对应的像素点表示该像素点需要被Sigma-delta模数转换器进行求平均，“0”对应的像素点表示该像素点不参与求平均。

4.根据权利要求1所述的基于压缩感知的CMOS图像传感器成像系统，其特征在于：所述时序控制模块还用于决定一帧图像中所需要进行的观测次数。

5.根据权利要求1所述的基于压缩感知的CMOS图像传感器成像系统，其特征在于：所述CMOS图像传感器成像系统通过控制一帧图像所需的观测次数来控制图像的压缩比，通过图像的压缩比控制图像的成像速度。

6.根据权利要求1所述的基于压缩感知的CMOS图像传感器成像系统，其特征在于：所述CMOS图像传感器成像系统还包括：

压缩感知矩阵运算模块，用于基于伪随机序列矩阵进行离散余弦变换，获得压缩感知矩阵；

离散余弦变换系数运算模块，用于基于观测结果和压缩感知矩阵进行最小化一范数运算，获得原图像对应的离散余弦变换系数；

反离散余弦变换运算模块，用于基于所述离散余弦变换系数对所述观测结果进行反离散余弦变换得到原图像。

7.一种基于压缩感知的CMOS图像传感器成像方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1)，基于像素阵列采集光信号并转换为电信号；

步骤2)，基于线性反馈移位寄存器产生对应于像素阵列的每一个像素点的伪随机数序列，并基于所述伪随机数序列决定哪些像素点需要被求平均；

步骤3)，基于Sigma-delta模数转换器依次对需要被平均的像素点进行采样，对采样后的像素点进行求平均并进行量化，获得观测结果，基于时序控制模块，在观测后对所述线性反馈移位寄存器中的所述伪随机数序列进行更新。

8.根据权利要求7所述的基于压缩感知的CMOS图像传感器成像方法，其特征在于：所述像素阵列包括多个像素子模块，每个像素子模块包括多个像素点，其中，每个像素子模块分配有一个独立的线性反馈移位寄存器和Sigma-delta模数转换器。

9.根据权利要求7所述的基于压缩感知的CMOS图像传感器成像方法，其特征在于：所述伪随机数序列由“1”和“0”组成，其中，“1”对应的像素点表示该像素点需要被Sigma-delta模数转换器进行求平均，“0”对应的像素点表示该像素点不参与求平均。

10.根据权利要求7所述的基于压缩感知的CMOS图像传感器成像方法，其特征在于：通过控制一帧图像所需的观测次数来控制图像的压缩比，通过图像的压缩比控制图像的成像速度。

11.根据权利要求7所述的基于压缩感知的CMOS图像传感器成像方法，其特征在于：所述CMOS图像传感器成像方法还包括步骤：

步骤4)，基于伪随机序列矩阵进行离散余弦变换，获得压缩感知矩阵；

步骤5)，基于观测结果和压缩感知矩阵进行最小化一范数运算，获得原图像对应的离散余弦变换系数；

步骤6)，基于所述离散余弦变换系数对所述观测结果进行反离散余弦变换得到原图像。