本发明专利技术提供一种预处理装置及方法，涉及数字信号处理技术领域。该预处理方法用于对脉冲输出型传感器的输出进行预处理，包括：运算阵列，包括并行布置的多个运算单元，每个运算单元用于对脉冲输出型传感器输出的原始脉冲序列进行运算得到累加值；存储单元，用于存储每个运算单元运算得到的累加值，以供下一次调用；控制器，用于控制每个运算单元的运算模式，运算模式包括压缩编码或灰度图积累；加法器用于将多个运算单元经过灰度图积累得到的达到预设像素阈值的当前像素个数相加，得到实际像素总个数。本发明专利技术能够对脉冲输出型传感器的原始输出脉冲进行压缩编码以及灰度图积累，运算单元复用性高，为后续的其他处理提供了不同的信息流。信息流。信息流。
【技术实现步骤摘要】
预处理装置及方法
[0001]本专利技术涉及数字信号处理
，尤其涉及一种用于脉冲输出型传感器的预处理装置及方法。
技术介绍
[0002]数字相机及光学成像装置通常采用图像传感器。图像传感器是一种用于将光转换为数字信号的装置。单光子图像传感器是一种能够实现单光子灵敏度的图像传感器，具体使用手段是通过单光子雪崩光电二极管或电子倍增CCD等。这类图像传感器的特点是感光十分敏锐，当光子落在图像传感器的像素阵列时，便会在该像素位置以单比特电信号的形式输出，具有广阔的应用场景。
[0003]目前，单光子图像传感器直接输出图像有噪声较大、不易进行处理等缺点，因此需要进行预处理。目前针对单光子图像传感器的处理手段大多在算法或软件层面，针对单光子图像传感器的硬件处理模块较少。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种预处理装置及方法，可以异构并高速进行压缩编码与转灰度图两种算法的硬件实现，并在基本不损失时间的情况下将数据输出。
[0005]本专利技术一方面提供了一种预处理装置，用于对脉冲输出型传感器的输出进行预处理，包括：
[0006]运算阵列，包括并行布置的多个运算单元，每个运算单元用于对脉冲输出型传感器输出的原始脉冲序列进行运算得到累加值，运算单元的个数与脉冲输出型传感器的单次并行输出序列数相等；
[0007]存储单元，连接每个运算单元，存储单元用于存储每个运算单元运算得到的累加值，以供下一次调用；
[0008]控制器，连接每个运算单元，控制器用于控制每个运算单元的运算模式，运算模式包括压缩编码或灰度图积累，控制器还用于控制多个运算单元将运算得到的累加值输出；
[0009]加法器，连接控制器和每个运算单元，加法器用于将多个运算单元经过灰度图积累得到的达到预设像素阈值的当前像素个数相加，得到实际像素总个数，实际像素总个数传递至控制器；
[0010]其中，控制器还用于检测实际像素总个数是否达到预设像素个数阈值，以及检测各个运算单元在压缩编码模式下的当前图像帧数是否达到预设帧数阈值。
[0011]根据本公开的实施例，加法器包括树状加法器或串行输入加法器。
[0012]根据本公开的实施例，存储单元包括SRAM、DRAM、寄存器或Flash 存储器。
[0013]根据本公开的实施例，运算单元包括累加器、比较器、帧数计数器和像素个数计数器，其中：
[0014]累加器，连接脉冲输出型传感器和存储单元，用于将脉冲输出型传感器的输出像
素值与存储单元存储的当前像素值相加，得到累计像素值，累计像素值继续存回存储单元；
[0015]像素个数计数器，连接控制器和比较器，用于计数累计像素值达到预设像素阈值的当前像素个数；
[0016]帧数计数器，连接脉冲输出型传感器和控制器，用于计数运算单元在压缩编码模式下的当前图像帧数，在控制器检测到帧数计数器达到预设帧数阈值时，将帧数计数器清零；
[0017]比较器，连接累加器和像素个数计数器，比较器用于在灰度图积累模式下，对原始脉冲序列的每帧图像，将累计像素值与预设像素阈值进行比较，当累计像素值大于或等于预设像素阈值时，将像素个数计数器加1；
[0018]比较器还用于在压缩编码模式下，将原始脉冲序列划分为多个编码组进行压缩编码，在控制器检测到当前编码组在帧数计数器中的当前图像帧数达到预设帧数阈值时，将存储单元存储的当前像素值输出，同时如果当前像素值大于0，则将当前像素值减1覆盖存储于存储单元，以供下一个编码组调用。
[0019]根据本公开的实施例，帧数计数器和像素个数计数器均初始化为0。
[0020]根据本公开的实施例，累加器包括同步计数器、异步计数器、环形计数器或格雷码计数器。
[0021]本专利技术另一方面提供了一种应用前述预处理装置的预处理方法，包括：
[0022]步骤S110，将原始脉冲序列按照预设帧数阈值Ti进行顺序分组，得到多个编码组，将帧数计数器初始化为0；
[0023]步骤S120，在当前编码组中，在脉冲输出型传感器的每个位置像素值输出时，将输出像素值与存储单元存储的当前位置的像素值进行累加，得到累计像素值，将累计像素值继续存回存储单元的当前位置，直至当前帧图像的所有位置像素值累加并存储完成；
[0024]步骤S130，通过控制器判断当前编码组在帧数计数器中的当前图像帧数是否达到预设帧数阈值，如果是，则将帧数计数器清零并打开比较器；否则，重复步骤S120对下一帧图像中的所有位置像素值累加并存储完成，直至帧数计数器达到预设帧数阈值；
[0025]步骤S140，将存储单元存储的当前像素值输出，通过比较器判断存储单元每个像素位置存储的当前像素值是否大于0，如果是，则将当前像素值减1覆盖存储于存储单元，以供下一个编码组调用；
[0026]步骤S150，对下一个编码组重复步骤S120～步骤S140，直至脉冲输出型传感器输出的原始脉冲序列全部输出完毕。
[0027]根据本公开的实施例，预设帧数阈值存储于控制器中，预设帧数阈值 Ti根据脉冲输出型传感器输出的原始脉冲序列的最大密度来确定。
[0028]根据本公开的实施例，预处理方法还包括：
[0029]步骤S210，根据预处理所需的灰度图动态范围，确定预设像素阈值和预设像素个数阈值，将像素个数计数器初始化为0；
[0030]步骤S220，对原始脉冲序列的每帧图像，在脉冲输出型传感器的每个位置像素值输出时，将输出像素值与存储单元存储的当前位置的像素值进行累加，得到累计像素值，将累计像素值继续存回存储单元的当前位置；
[0031]步骤S230，将存储单元当前位置的累计像素值与预设像素阈值进行比较，当累计
像素值大于或等于预设像素阈值时，将像素个数计数器加1，重复步骤S220～步骤S230直至当前帧图像的所有位置像素值累加并存储完成；
[0032]步骤S240，通过加法器将多个运算单元的像素个数计数器累加，得到实际像素总个数，实际像素总个数传递至控制器，判断实际像素总个数是否达到预设像素个数阈值，如果否，则重复步骤S220～步骤S230直至实际像素总个数达到预设像素个数阈值；
[0033]步骤S250，将存储单元存储的所有像素值输出，然后将存储单元的所有像素值清零。
[0034]根据本公开的实施例，预设像素阈值存储于每个运算单元中，预设像素个数阈值存储于控制器中。
[0035]从上述技术方案可以看出，本专利技术提供的预处理装置及方法，至少具有以下有益效果：
[0036](1)本专利技术的运算单元可以进行复用，节省了硬件资源；
[0037](2)本专利技术完成的两种算法能够明显降低脉冲输出型传感器的噪声，同时提高其信息密度；
[0038](3)本专利技术经配置后可以分别得到压缩编码后的单比特数据流或者灰度图积累的多比特数据流，为后续针对不同信息流的处理提供便利，同时提高其后续信息处理的速度，减少系统工作的时间本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种预处理装置，用于对脉冲输出型传感器的输出进行预处理，其特征在于，包括：运算阵列，包括并行布置的多个运算单元，每个运算单元用于对所述脉冲输出型传感器输出的原始脉冲序列进行运算得到累加值，所述运算单元的个数与所述脉冲输出型传感器的单次并行输出序列数相等；存储单元，连接每个运算单元，所述存储单元用于存储每个运算单元运算得到的累加值，以供下一次调用；控制器，连接每个运算单元，所述控制器用于控制每个运算单元的运算模式，所述运算模式包括压缩编码或灰度图积累，所述控制器还用于控制多个运算单元将运算得到的累加值输出；加法器，连接控制器和每个运算单元，所述加法器用于将所述多个运算单元经过灰度图积累得到的达到预设像素阈值的当前像素个数相加，得到实际像素总个数，所述实际像素总个数传递至控制器；其中，所述控制器还用于检测所述实际像素总个数是否达到预设像素个数阈值，以及检测各个运算单元在压缩编码模式下的当前图像帧数是否达到预设帧数阈值。2.根据权利要求1所述的预处理装置，其特征在于，所述加法器包括树状加法器或串行输入加法器。3.根据权利要求1所述的预处理装置，其特征在于，所述存储单元包括SRAM、DRAM、寄存器或Flash存储器。4.根据权利要求1所述的预处理装置，其特征在于，所述运算单元包括累加器、比较器、帧数计数器和像素个数计数器，其中：累加器，连接所述脉冲输出型传感器和存储单元，用于将所述脉冲输出型传感器的输出像素值与所述存储单元存储的当前像素值相加，得到累计像素值，所述累计像素值继续存回存储单元；像素个数计数器，连接所述控制器和比较器，用于计数所述累计像素值达到预设像素阈值的当前像素个数；帧数计数器，连接所述脉冲输出型传感器和控制器，用于计数运算单元在压缩编码模式下的当前图像帧数，在控制器检测到帧数计数器达到预设帧数阈值时，将帧数计数器清零；比较器，连接所述累加器和像素个数计数器，所述比较器用于在灰度图积累模式下，对所述原始脉冲序列的每帧图像，将所述累计像素值与预设像素阈值进行比较，当累计像素值大于或等于预设像素阈值时，将像素个数计数器加1；所述比较器还用于在压缩编码模式下，将所述原始脉冲序列划分为多个编码组进行压缩编码，在控制器检测到当前编码组在帧数计数器中的当前图像帧数达到预设帧数阈值时，将所述存储单元存储的当前像素值输出，同时如果所述当前像素值大于0，则将所述当前像素值减1覆盖存储于存储单元，以供下一个编码组调用。5.根据权利要求4所述的预处理装置，其特征在于，所述帧数计数器和像素个数计数器均初始化为0。6.根据权利要求4所述的预处理装置，其特征在于，所述累加器包括同步计数器、异步计数器...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘力源，姚春赫，杨旭，吴南健，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：
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