[发明专利]像素采集电路及光流传感器

说明书

本发明公开了一种像素采集电路，至少包括：光强检测器、第一状态存储模块、第二状态存储模块、光强信号采集及存储模块和时间信息存储模块。本发明一并公开了包含该像素采集电路的光流传感器。

技术领域

本发明涉及图像采集技术领域，尤其涉及像素采集电路及光流传感器。

背景技术

随着信息技术的不断发展，计算机视觉及图像信息处理变得越来越重要。其中，光流法可以基于图像信息而确定目标对象的运动情况。其可以应用在军事航天、交通监管、信息科学、气象和医学等多个领域中。

光流的概念最初由Gibson于1950年首先提出。实物可以由感光元件成像。所成图像中的点与实物上点一一对应。当目标对象在三维场景中运动时，所对应的图像帧序列中图像亮度模式会表现出流动。这种图像亮度模式的流动可以称为光流。经过多年的研究，光流算法得到了多种版本的改进，但其光流约束方程依然是主要的约束条件。光流约束方程中的参数包括所要计算光流的像素点的横向梯度值、纵向梯度值以及在相对较短时间差内该像素点的光强变化。传统的光流法计算多基于帧计算，当视域中的背景静止或变化很小时，帧计算会产生大量冗余的数据信息，在进行光流计算取得横向梯度值、纵向梯度值及光强变化值时，所有的像素信息都会被处理，从而为图像处理增加了大量并行运算，降低了对目标物体运动分析的速度。尤其是对于高速运动的物体，短时间的延迟会导致分析结果与物体运动有较大差异，因此提高分析速度对于高速运动的目标物体变得更重要。

鉴于上述原因，需要一种新的光流采集方案。

发明内容

本发明提供一种像素采集电路及光流传感器，以力图解决或至少缓解上面存在的至少一个问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种像素采集电路，包括：光强检测器，适于实时输出表征照射在其上的光信号的强度的第一电信号；第一状态存储模块，其第一输入端耦接到光强检测器，其第一输出端与行请求线耦接，其第二输出端与列请求线耦接，适于在第一电信号的变化满足预定条件时进入激活状态并存储该激活状态，并在激活状态下分别发送行请求信号和/或列请求信号至行请求线和列请求线，还适于在激活状态下向该像素采集电路的至少一个邻近像素采集电路发送脉冲信号；第二状态存储模块，其第一输入端与至少一个其邻近像素采集电路耦接，其输出端与所述第一状态存储模块耦接，适于在接收到来自至少一个邻近像素采集电路的脉冲信号时，进入被动激活状态并存储该被动激活状态，并在被动激活状态下发送通知给所述第一状态存储模块，以便所述第一状态存储模块分别发送行请求信号和/或列请求信号至行请求线和列请求线；光强信号采集及存储模块，其第一输入端与所述光强检测器的输出端耦接，其第二输入端与所述第一状态存储模块耦接，其第三输入端与所述第二状态存储模块耦接，适于根据该像素采集电路的状态存储并输出第一电信号作为光强信号；以及时间信息存储模块，其第一输入端与时间信号线耦接，其第二输入端与所述第一状态存储模块耦接，其第三输入端与所述第二状态存储模块耦接，适于根据该像素采集电路的状态存储并输出对应的时间信号。

可选地，在根据本发明的像素采集电路中，还包括：光强变化放大器，其输入端与所述光强检测器的输出端耦接，适于对第一电信号进行预处理，生成第二电信号；双阈值过滤器，其输出端与光强变化放大器的输出端耦接，适于判断第二电信号的变化是否满足预定条件；以及第一状态存储模块耦接到双阈值过滤器，适于在第二电信号的变化满足预定条件时进入激活状态。

根据本发明的又一个方面，提供了一种光流传感器，包括：像素采集电路阵列，包括多个如上所述的像素采集电路；像素行信号通信单元，适于对来自像素采集电路阵列的行请求信号进行响应，还适于输出得到行响应的行地址；像素列信号通信单元，适于对来自像素采集电路阵列的列请求信号进行响应，还适于输出得到列响应的列地址及对应的光强信号和时间信号；时间控制单元，适于通过时间信号线向像素采集电路阵列输出第一时间信号；中央调节与控制单元，适于控制行地址、列地址、时间信号和光强信号的输出。