[发明专利]用于处理由基于事件的光传感器生成的异步信号的方法和装置

说明书

一种光传感器(10)，其具有感测元件的矩阵，每一感测元件提供相应基于事件的信号序列，基于事件的信号序列包含依据入射在感测元件上的光的变化异步产生的事件和分别与至少一些事件相关联的光级值。所述方法生成图像，图像包括空间上对应于所述矩阵的感测元件的像素，且确定图像的像素当中的一组边缘像素。响应于所述基于事件的信号序列中包含的事件选择像素，且针对每一选定像素，评估本地对比度量度以判定所述选定像素是否属于所述组边缘像素。

本发明涉及用于处理由基于事件的光传感器生成的异步信号的方法。其进一步涉及实施所述方法的装置，更确切地说刺激装置，及其在机器视觉和患者视觉恢复的管理中的使用。

背景技术

与在常规取样时刻记录连续图像的常规相机相反，生物视网膜仅传输关于待可视化的场景的极少冗余信息，并且呈异步方式。已经从关于生物视网膜的这种观察结果开发了生成异步信号的基于事件的光传感器。

生成异步信号的基于事件的光传感器递送呈事件的形式的经压缩数字数据。此类传感器的呈现可参见T.Delbruck等的“活动驱动的基于事件的视觉传感器(Activity-Driven,Event-Based Vision Sensors)”(2010IEEE电路和系统国际会议会议记录(ISCAS)，第2426-2429页)，或Posch等的“具有无损像素层级视频压缩和时域CDS的QVGA143dB动态范围帧自由PWM图像传感器(A QVGA 143dB Dynamic Range Frame-Free PWMImage Sensor With Lossless Pixel-Level Video Compression and Time-DomainCDS)”(2011IEEE固态电路期刊，第46卷，第1期，第259-275页)。基于事件的视觉传感器的优点是相对于常规相机移除冗余，减少时延且增加动态范围。

此基于事件的光传感器的输出可针对每一像素地址由异步事件序列组成，所述异步事件表示其发生时场景的反射率的改变。传感器的每一像素是独立的且检测从上次事件的发射时起的大于阈值的强度改变(例如强度的对数上的15％的对比度)。当强度改变超出所设定阈值时，由像素根据强度增加还是减小生成ON或OFF事件。特定基于事件的光传感器使检测到的事件与光强度的测量值相关联。由于传感器不像常规相机那样基于时钟来取样，它可以极大的时间精度(例如约1μs)考虑事件的定序。如果此传感器用以重构图像的序列，那么与常规相机的几十赫兹相比，可实现几千赫兹的图像帧速率。

基于事件的光传感器在机器视觉领域和视野恢复中(尤其)有前景(参见，例如WO2012/153073 A1)。

视网膜由感光器组成，感光器是负责通过光传导实现视网膜的感光性的非常专门化的神经元，即，光到在视觉系统内传播事件级联的电和化学信号的转换，最终生成世界的表示。在脊椎动物视网膜中，通过激活光敏受体蛋白(光反应性蛋白)视紫质来起始光传导。

例如在色素性视网膜炎(RP)或黄斑变性(MD)的情况下的感光器丧失或变性严重损害(如果并非完全抑制)视网膜内视觉信息的光传导。感光细胞的丧失和/或感光细胞功能的丧失是视觉减弱、光敏度减弱和失明的主要原因。

专用于患有视网膜变性疾病的患者的视觉恢复的若干治疗方法当前正在开发中(Scholl等，2016年，科学转化医学(Science Translational Medicine)，8(368)，368rv6)。

举例来说，已经开发出包括视网膜植入物的视觉假体系统，其是用于至少部分通过利用以下事实来重建失明及视觉受损用户的适度视觉感知和取向感的有帮助的工具：尽管部分视网膜组织已经变性，但大部分视网膜可能保持完好且仍可通过光相依电刺激直接刺激。通常，视网膜植入物植入到患者的眼睛内，从而实现光刺激后剩余神经元细胞的电激发。当被刺激时，这些剩余神经元细胞将人工诱发的电脉冲经由视神经输送到大脑的视觉部分。