双模态仿生视觉传感器像素读出系统技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种双模态仿生视觉传感器像素读出系统，通过采用数模转换器数据输入总线和第一数据输出总线传输数据，可以实现对第一类控制电路的输入数据和输出数据的高速传输，进而提高了双模态仿生视觉传感器的图像生成速度。

Pixel readout system of bimodal bionic vision sensor

【技术实现步骤摘要】
双模态仿生视觉传感器像素读出系统
本专利技术涉及集成电路
，更具体地，涉及双模态仿生视觉传感器像素读出系统。
技术介绍
目前，目前，随着对图像传感器与图像处理识别算法研究地不断深入，仿生视觉传感器在工业制造、智能交通、智能机器人等多个应用领域扮演着越来越重要的作用。仿生视觉传感器主要是对人眼视网膜的模态进行仿真，人眼视网膜主要包括两种视觉感知细胞，即视锥细胞和视杆细胞，分别对应两种不同的模态。其中，视锥细胞的模态主要是对绝对光强信息与颜色信息敏感，具有很高的图像还原精度，但是还原速度较慢；与视锥细胞的模态相反，视杆细胞主要是对光强梯度信息进行感知，具有感知速度较快且感知的动态范围较大，但是其无法感知绝对光强信息与颜色信息。但是，现有技术中存在的仿生视觉传感器均只能对人眼视网膜的其中一种模态进行仿真，形成单一的感知模式，进而只能对某一类信息进行感知。如传统相机，类似于视锥细胞，主要对颜色信息进行感知。如动态视觉传感器(DynamicVisionSensor，DVS)，类似于视杆细胞，主要对光强梯度信息进行感知。而单一模态的视觉传感器应用场景有限。例如，对于类似于视锥细胞的仿生视觉传感器，由于其拍摄得到的是绝对光强信息而非光强梯度信息，虽然在家用娱乐电子设备中应用非常广泛，但在工业控制领域，往往面临速度不够动态范围太小等问题，因而很难应用。对于类似于视杆细胞的仿生视觉传感器，虽然感知速度很快，但是由于只对运动目标敏感，导致难以拍摄到图像，或者拍摄到的图像质量较差，难以满足娱乐电子设备的需求。而且由于仿生视觉传感器只包含单一的感知模式，在这种感知模式失效时仿生视觉传感器则失效，这对于对稳定性有高要求的无人驾驶、无人机等机器人有很大的局限。另外，目前评价仿生视觉传感器性能的主要指标有图像质量，动态范围与拍摄速度。由上述内容可知，在传统的仿生视觉传感器的框架下，这三个指标往往互斥：如当拍摄速度提高时，仿生视觉传感器的动态范围就会降低；当图像质量提高时拍摄速度一般就会降低，很难同时兼顾。因此，现急需提供一种具有双感知模式的仿生视觉传感器，即双模态仿生视觉传感器，可以同时感知绝对光强信息与颜色信息以及光强梯度信息，进而需要提供一种与之匹配的像素读出系统。
技术实现思路
为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本专利技术实施例提供了一种双模态仿生视觉传感器像素读出系统。本专利技术实施例提供了一种双模态仿生视觉传感器像素读出系统，包括：数模转换器数据输入总线和第一数据输出总线；所述数模转换器数据输入总线与第一类控制电路对应的数模转换器连接，所述第一数据输出总线与所述第一类控制电路的输出端连接；所述第一类控制电路为双模态仿生视觉传感器的像素阵列中目标第一类感光器件对应的控制电路；其中，所述目标第一类感光器件用于获取目标光信号，并将所述目标光信号转换为第一类电流信号；所述第一类控制电路用于基于所述第一类电流信号与所述目标第一类感光器件周围第一预设数量个非目标第一类感光器件转换得到的第二类电流信号之和的差值，输出表征所述目标光信号中的光强梯度信息的指定数字信号。优选地，双模态仿生视觉传感器像素读出系统，还包括：寻址译码器；所述寻址译码器用于对第二类控制电路的输出结果进行读出，所述第二类控制电路为所述像素阵列中的第二类感光器件对应的控制电路；其中，所述第二类感光器件用于获取所述目标光信号，从所述目标光信号中提取指定频段的光信号，并将所述指定频段的光信号转换为第三类电流信号；所述第二类控制电路用于基于所述第三类电流信号，输出表征所述目标光信号中的光强信息的模拟电压信号。优选地，所述的双模态仿生视觉传感器像素读出系统，还包括：模数转换器；所述模数转换器与所述寻址译码器连接，所述模数转换器用于将所述寻址译码器读出的所述第二类控制电路的输出结果转换为数字电压信号。优选地，所述的双模态仿生视觉传感器像素读出系统，还包括：第二数据输出总线；所述第二数据输出总线与所述模数转换器连接。优选地，所述的双模态仿生视觉传感器像素读出系统，还包括：相关双取样电路CDS；所述CDS连接在所述第二类控制电路和所述寻址译码器之间。优选地，每第二预设数量个所述第一类控制电路共用一个所述数模转换器。优选地，所述的双模态仿生视觉传感器像素读出系统，还包括：第一存储单元；所述第一存储单元用于对每第二预设数量个所述第一类控制电路的输出结果进行存储。优选地，所述的双模态仿生视觉传感器像素读出系统，还包括：第二存储单元；所述第二存储单元用于对所有所述第一存储单元存储的所述第一类控制电路的输出结果进行存储。优选地，所述的双模态仿生视觉传感器像素读出系统，还包括：时钟和锁相环；所述时钟与所述锁相环连接，所述锁相环与所述第一类控制电路对应的数模转换器、所述第一存储单元和所述第二存储单元连接。优选地，所述寻址译码器具体包括：X方向寻址译码器和Y方向寻址译码器；所述X方向寻址译码器用于对所述像素阵列中每一列的第二类感光器件对应的第二类控制电路的输出结果进行读出；所述Y方向寻址译码器用于对所述像素阵列中每一行的第二类感光器件对应的第二类控制电路的输出结果进行读出。本专利技术实施例提供的一种双模态仿生视觉传感器像素读出系统，通过采用数模转换器数据输入总线和第一数据输出总线传输数据，可以实现对第一类控制电路的输入数据和输出数据的高速传输，进而提高了双模态仿生视觉传感器的图像生成速度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种双模态仿生视觉传感器的像素阵列的排列方式示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种双模态仿生视觉传感器的像素阵列的排列方式示意图；图3为本专利技术实施例提供的用于控制目标第一类感光器件的第一类电流模式有源像素传感器电路的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的第一类电流模式有源像素传感器电路中输入至DAC15的指定数字信号的变化形式示意图；图5为本专利技术实施例提供的第一类电流模式有源像素传感器电路的具体结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种双模态仿生视觉传感器像素读出系统的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的电压模式有源像素传感器电路的具体结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的寻址译码器的结构示意图；图9为本专利技术实施例提供的第二类电流模式有源像素传感器电路的具体结构示意图；图10为本专利技术实施例提供的寻址译码器的连接示意图；图11为本专利技术实施例提供的CDS的结构示意图；图12为本专利技术实施例提供的CDS的电路时序图；图13为本专利技术实施例提供的CDS本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双模态仿生视觉传感器像素读出系统，其特征在于，包括：数模转换器数据输入总线和第一数据输出总线；/n所述数模转换器数据输入总线与第一类控制电路对应的数模转换器连接，所述第一数据输出总线与所述第一类控制电路的输出端连接；所述第一类控制电路为双模态仿生视觉传感器的像素阵列中目标第一类感光器件对应的控制电路；/n其中，所述目标第一类感光器件用于获取目标光信号，并将所述目标光信号转换为第一类电流信号；所述第一类控制电路用于基于所述第一类电流信号与所述目标第一类感光器件周围第一预设数量个非目标第一类感光器件转换得到的第二类电流信号之和的差值，输出表征所述目标光信号中的光强梯度信息的指定数字信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种双模态仿生视觉传感器像素读出系统，其特征在于，包括：数模转换器数据输入总线和第一数据输出总线；
所述数模转换器数据输入总线与第一类控制电路对应的数模转换器连接，所述第一数据输出总线与所述第一类控制电路的输出端连接；所述第一类控制电路为双模态仿生视觉传感器的像素阵列中目标第一类感光器件对应的控制电路；
其中，所述目标第一类感光器件用于获取目标光信号，并将所述目标光信号转换为第一类电流信号；所述第一类控制电路用于基于所述第一类电流信号与所述目标第一类感光器件周围第一预设数量个非目标第一类感光器件转换得到的第二类电流信号之和的差值，输出表征所述目标光信号中的光强梯度信息的指定数字信号。


2.根据权利要求1所述的双模态仿生视觉传感器像素读出系统，其特征在于，还包括：寻址译码器；
所述寻址译码器用于对第二类控制电路的输出结果进行读出，所述第二类控制电路为所述像素阵列中的第二类感光器件对应的控制电路；
其中，所述第二类感光器件用于获取所述目标光信号，从所述目标光信号中提取指定频段的光信号，并将所述指定频段的光信号转换为第三类电流信号；所述第二类控制电路用于基于所述第三类电流信号，输出表征所述目标光信号中的光强信息的模拟电压信号。


3.根据权利要求2所述的双模态仿生视觉传感器像素读出系统，其特征在于，还包括：模数转换器；
所述模数转换器与所述寻址译码器连接，所述模数转换器用于将所述寻址译码器读出的所述第二类控制电路的输出结果转换为数字电压信号。


4.根据权利要求3所述的双模态仿生视觉传感器像素读出系统，其特征在于，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：施路平，杨哲宇，赵蓉，裴京，徐海峥，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11